题目内容
【题目】I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。i.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O ii.I2+2H2O+SO2
SO42- +4H++2I-
探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ |
试剂组成 | 0.4 mol·L-1 KI | a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 KI 0.0002 mol I2 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
下列说法不正确的是( )
A. 水溶液中SO2歧化反应方程式为3SO2+2H2O 2H2SO4 +S↓
B. II是I的对比实验,则a=0.4
C. 比较I、II、III,可得出的结论是:I是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率
D. 实验表明,SO2的歧化反应速率IV>I,原因是反应i比ii快;IV中由反应ii产生的H+使反应i加快
【答案】D
【解析】
A、由i+ ii×2得反应3SO2+2H2O 2H2SO4 +S↓,选项A正确;B、B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A与B中KI浓度应相等,则a=0.4,选项B正确;C、对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较I、II、III,可得出的结论是:I是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率,选项C正确;D、对比D和A,D中加入KI的浓度小于A,D中多加了I2,反应i消耗H+和I-,反应ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率D>A,由此可见,反应ii比反应i速率快,反应ii产生H+使c(H+)增大,从而反应i加快,选项D不正确。答案选D。
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【题目】化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
(1)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为___________________________。
(2)已知反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH=a kJ·mol-1。测得在不同温度下,该反应的平衡常数K随温度的变化如下:
温度(℃) | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
①该反应的化学平衡常数K的表达式为____________,a________0(填“>”、“<”或“=”)。在500 ℃ 2 L密闭容器中进行反应,Fe和CO2的起始量均为4 mol,则5 min后达到平衡时CO2的转化率为________,生成CO的平均速率v(CO)为_______________。
②700 ℃反应达到平衡后,要使反应速率增大且平衡向右移动, 可采取的措施有 ___________。
(3)利用CO与H2可直接合成甲醇,下图是由“甲醇-空气”形成的绿色燃料电池的工作原理示意图,写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式_____________________,利用该电池电解1L 0.5mol/L的CuSO4溶液,当消耗560mLO2(标准状况下)时,电解后溶液的pH=_________(溶液电解前后体积的变化忽略不计)。
【题目】红帘石矿的主要成分为Fe3O4、Al2O3、MnCO3、MgO少量MnO2等。工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属钰并制得绿色高效的水处理剂(K2FeO4)。工业流程如下:
(1)在稀硫酸浸取矿石的过程中,MnO2可将Fe2+氧化为Fe3+,写出该反应的离子方程式:________________________________。
(2)浸出液中的阳离子除H+、Fe2+、Fe3+外还有_______(填离子符号)。
(3)已知:不同金属离子生成生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:
离子 | Fe3+ | A13+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 2.7 | 3.7 | 7.0 | 7.8 | 9.6 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 4.7 | 9.6 | 9.8 | 11.1 |
步骤②中调节溶液的pH等于6,调节pH的试剂最好选用下列哪种试剂:_______(填选项字母,下同)滤渣B除掉杂质后可进一步制取K2FeO4,除掉滤渣B中杂质最好选用下列哪种试剂:_____。
a.稀盐酸 b.KOH c.氨水 d.MnCO3 e.CaCO3
(4)滤渣B经反应④生成高效水处理剂的离子方程式_________________________。
(5)电解装置如图所示,箭头表示溶液中阴离子移动的方向;阳极电解液是稀硫酸,若阴极上只有锰单质析出,当生成11g锰时,另一个电极上产生的气体在标准状况下的体积为________ L。