题目内容
【题目】天然气因含有少量H2S等气体开采应用受限,TF菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,其原理图如图所示。
(1)写出涉及铁化合物的两个离子方程式:___;___。
(2)25℃时,向0.1mol·L-1的氨水中加入少量氯化铵固体,当固体溶解后,测得溶液pH减小,从平衡移动的角度解释主要原因是:___。
(3)室温下,如果将0.2molNH4Cl、0.1molNaOH全部溶于水,形成混合溶液(假设无损失)
①___和___两种粒子的物质的量之和等于0.2mol。
②___和____两种子的物质的量之和比OH-多0.1mol。
(4)已知某溶液中只存在OH-、H+、NH4+、Cl-四种离子,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能如下四种关系。
A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) B.c(Cl-)=c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-) D.c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
①若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质的名称是__,上述离子浓度大小序中正确的是__(选填序号)。
②若上述关系中C是正确的,则该溶质的化学式是__。
③若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氮永混含而成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl)__(填“>”“<”或“=”,下同)c(NH3·H2O),混合后溶液中c(NH4+)与c(Cl-)的关系c(NH4+)___c(Cl-)。
【答案】2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ 4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O 氯化铵溶于水,电离出大量NH4+,抑制了NH3·H2O的电离,使c(OH-)减小 NH4+ NH3·H2O NH4+ H+ 氯化铵 A NH4Cl和HC1 < =
【解析】
(1)TF菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,Fe2(SO4)3氧化硫化氢,自身被还原成硫酸亚铁;酸性环境下,硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁,据此写出离子方程式;
(2)电离平衡NH3·H2ONH4++OH-,增大NH4+浓度,抑制了NH3·H2O的电离;
(3)①由氮元素守恒可得,NH3·H2O和NH4+两种粒子的物质的量之和等于0.2mol;
②由电荷守恒可得c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),n(Cl-)=0.2mol,n(Na+)=0.1mol,据此分析;
(4)①任何电解质溶液中都存在OH-、H+,如果溶液中只存在一种溶质,根据溶液中存在的离子知,溶质只能是氯化铵,NH4+水解导致其溶液呈酸性,但水解程度较小;
②若上述关系中C是正确的,c(OH-)<c(H+) 则溶液呈酸性,氯化铵溶液呈酸性,要使c(H+)>c(NH4+),溶液中还含有溶质HCl;
③该溶液中由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,溶液呈中性,根据电荷守恒分析。
(1)TF菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,Fe2(SO4)3氧化硫化氢,自身被还原成硫酸亚铁,离子方程式为:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+;硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁,离子方程式:4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O;
故答案是:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ ;4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O;
(2)NH3·H2ONH4++OH-,氯化铵溶于水,电离出大量NH4+,抑制了NH3·H2O的电离,使c(OH-)减小,溶液pH减小;
故答案是:氯化铵溶于水,电离出大量NH4+,抑制了NH3·H2O的电离,使c(OH-)减小;
(3)①由氮元素守恒可得,NH3·H2O和NH4+两种粒子的物质的量之和等于0.2mol;
故答案是:NH3·H2O;NH4+;
②由电荷守恒可得c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),n(Cl-)=0.2mol,n(Na+)=0.1mol,故NH4+和H+ 两种粒子的物质的量之和比OH-多0.1mol;
故答案是:NH4+; H+;
(4)①溶液中只存在OH-、H+、NH4+、Cl-四种离子,任何水溶液中均存在OH-、H+,所以去掉OH-、H+,剩下的离子就是溶质产生的,因此①中溶质为氯化铵,可能为NH4Cl溶液,因NH4+水解而显酸性,溶液中离子浓度大小顺序为c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);
答案是:氯化铵;A;
②若上述关系中C是正确的,c(OH-)<c(H+) 则溶液呈酸性,氯化铵溶液呈酸性,要使c(H+)>c(NH4+),溶液中还含有溶质HCl;所以该溶液中溶质为NH4Cl、HC1;
故答案是:NH4Cl、HC1;
③溶液呈中性,据c(Cl-)+ c(OH-)= c(NH4+)+c(H+)可得c(Cl-)=c(NH4+),因氨水为弱电解质,若该溶液中由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,则氨水浓度大于盐酸浓度,如小于或等于,则溶液呈酸性;
故答案是:<; =。
