题目内容
【题目】碳及其化合物广泛存在于自然界。请回答下列问题:
(1)海洋是地球上碳元素的最大吸收池。
①溶于海水中的CO2主要以四种无机碳形式存在,即:CO2、H2CO3、___________、___________。
②在海洋碳循环中,可通过如上图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式___________。
(2)过量CO2溶解于海水将使许多海洋生物面临巨大威胁。研究者提出,用下图所示方法从海水中提取CO2,可以降低环境温室气体CO2的含量。
① a室的电极反应式是__________;
② 利用该装置产生的物质X可处理b室排出的海水,获得可排回大海的合格海水,X的化学式是__________。
(3)已知:NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术,工艺流程是将烟气冷却至15.5℃~26.5℃后用氨水吸收过量的CO2。所得溶液的pH___________7(填“>”、“=”或“<”)。烟气需冷却至15.5℃~26.5℃的可能原因是____________。
(4)为了测量某湖水中无机碳含量,量取100mL湖水,酸化后用N2吹出CO2,再用NaOH溶液吸收。往吸收液中滴加1.0mol/L盐酸,生成的V(CO2)随V(盐酸)变化关系如图所示,则原吸收液中离子浓度由大到小的顺序为__________。
【答案】HCO3- CO32- 2H2O - 4e- = O2↑ + 4H+或4OH--4e-= O2↑+2H2O NaOH > 降低吸收过程中氨水的挥发,促进氨水对CO2的吸收 c(Na+)> c(HCO3-) > c(CO32-) > c(OH-) > c(H+)
【解析】
(1)①二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸为弱酸,部分电离生成碳酸氢根;②由图可知此过程碳酸氢根转化生成碳酸钙,据此书写方程式;
(2)①a室接电源的正极,为阳极,水失去电子生成氧气和氢离子;②根据电解原理分析判断生成物;
(3)该反应是一水合氨和二氧化碳反应生成碳酸氢铵,根据电离平衡常数分析判断碳酸氢铵溶液的酸碱性;根据温度对一水合氨和二氧化碳的影响分析解答;
(4)根据图像可知,生成碳酸钠和碳酸氢钠溶液,碳酸钠和碳酸氢钠物质的量之比为1∶1,结合盐类水解的原理分析解答。
(1)①二氧化碳溶于水生成的碳酸为弱酸,部分电离生成碳酸氢根,有关方程式为:CO2+H2OH2CO3,H2CO3H++HCO3-,溶于海水中的CO2主要以四种无机碳形式存在,即:CO2、H2CO3、HCO3-、CO32-,故答案为:HCO3-、CO32-;
②反应物中含有碳酸氢根,生成物为碳酸钙,依据元素守恒以及电荷守恒得出方程式为:
2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O;
(2)①a室接电源的正极,为阳极,水失去电子生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH--4e-= O2↑+2H2O,故答案为:2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH--4e-= O2↑+2H2O;
②c室接电源的负极,为阴极,水得到电子生成氢气和氢氧根离子,海水中含有大量Na+,通过阳离子交换膜进入出c室生成NaOH,用氢氧化钠处理b室排出的海水(pH<6的海水),获得可排回大海的合格海水,故答案为:NaOH;
(3)工艺流程是将烟气冷却至15.5~26.5℃后用氨水吸收过量的CO2,该反应是一水合氨和二氧化碳反应生成碳酸氢铵,反应的化学方程式为:NH3·H2O+CO2=NH4HCO3,根据NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11可知碳酸氢根离子的水解程度(Kh==×10-3)大于铵根离子的水解程度(Kh==×10-9),溶液显碱性,pH>7;烟气冷却至15.5~26.5℃,可以降低吸收过程中氨气挥发,促进氨水对二氧化碳的成分吸收,故答案为:>;降低吸收过程中氨气挥发,促进氨水对二氧化碳的成分吸收;
(4)为了测量某湖水中无机碳含量,量取100mL湖水,酸化后用 N2吹出CO2,再用NaOH溶液吸收,往吸收液中滴加1.0mol/L盐酸,可能发生的反应先后为NaOH+ HCl=NaCl+H2O,Na2CO3 + HCl = NaHCO3 +NaCl,NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O+CO2↑,根据图像可知,溶液中含有碳酸氢钠和碳酸钠,且二者物质的量之比为1∶1,二者水解,溶液显碱性,溶液中离子浓度大小为:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故答案为:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)。
【题目】下列实验中,实验现象及结论都正确且两者具有因果关系的是
实验 | 现象 | 结论 | |
A | 向Ba(NO3)2溶液中通入二氧化硫气体 | 有白色沉淀生成 | SO2与Ba(NO3)2反应得到BaSO3 |
B | 向FeI2的溶液中滴加少量的氯水 | 溶液颜色变深 | Cl2与Fe2+反应生成Fe3+ |
C | 向蔗糖溶液中加几滴稀硫酸,水浴加热5min后,再加新制Cu(OH)2后加热 | 无砖红色沉淀生成 | 蔗糖没有水解 |
D | 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体 | 溶液红色变浅 | 证明Na2CO3溶液中存在水解平衡 |
A. A B. B C. C D. D
【题目】2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下,在甲、乙、丙三个容积均为2 L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中,正确的是
甲 | 乙 | 丙 | ||
起始物质的量 | n(SO2) / mol | 0.4 | 0.8 | 0.8 |
n(O2) / mol | 0.24 | 0.24 | 0.48 | |
SO2的平衡转化率 / % | 80 | α1 | α2 |
A. 甲中反应的平衡常数小于乙
B. 平衡时,丙中c(SO3)是甲中的2倍
C. 该温度下,平衡常数值为400
D. 平衡时,甲中O2的转化率大于乙中O2的转化率
【题目】A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:
元素 | 相关信息 |
A | 原子核外有6种不同运动状态的电子 |
C | 基态原子中s电子总数与p电子总数相等 |
D | 原子半径在同周期元素中最大 |
E | 基态原子最外层电子排布式为3s23p1 |
F | 基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反 |
G | 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子 |
H | 是我国使用最早的合金中的最主要元素 |
请用化学用语填空:
(1) A元素在元素周期表中的位置________;A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的排序为_____(用元素符号填写);
(2) B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子构型为____,B元素所形成的单质分子中σ键与π键数目之比为____。
(3) G元素的低价阳离子的离子结构示意图是________,F元素原子的外围电子排布图是________,H元素的基态原子核外电子排布式是________。
(4) D元素的单质及其常见化合物的焰色反应主要利用了原子光谱中的______(A.原子吸收光谱B.原子发射光谱)
(5) 上述元素属于p区的是_______(用元素符号填写);