题目内容
【题目】煤是重要能源。燃煤会释放SO2、CO等有毒气体。消除有毒气体的研究和实践从未停止。完成下列填空:
I.用CaSO4消除CO。CaSO4和CO可发生如下两个反应:
反应①:CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)+175.6kJ
反应②:CaSO4(s)+4CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)—218.4kJ
(1)写出反应①的平衡常数表达式:_____________;一定条件下的密闭容器中,两反应均达平衡后,若使反应①K的减小,需要改变的反应条件是______________,则反应②的K___________(选填编号)、反应①的v(CO2)正__________(选填编号)。
a. 增大 b. 减小 c. 不变 d. 无法判断
(2)补全下图中反应②的能量变化示意图_______________(即,注明生成物能量的大致位置及反应热效应数值)
(3)下图是不同温度下,CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。写出两种降低SO2生成量的措施___________________________________。
II. Fe2(SO4)3溶液可除去煤中以黄铁矿(FeS2)形式存在的硫元素,反应如下:8H2O + FeS2+ 7Fe2(SO4)3→15FeSO4+ 8H2SO4
(4)标出电子转移的数目和方向________;还原产物是_______。
(5)检验上述反应中Fe2(SO4)3是否消耗完的实验方案:___________________________。
(6)该方法的优点之一是Fe2(SO4)3易再生。向反应后的溶液中通入___________,就能达到使Fe2(SO4)3再生的目的,方便且价廉。
【答案】 升高温度 a a
调节CO初始体积百分数为
左右、控制温度在
左右等
取上层清液,滴加几滴KSCN溶液,若无明显现象,则
已消耗完,若溶液变红则没消耗完 空气
【解析】
(1)根据平衡常数定义写出反应①的平衡常数k的表达式;反应①正向是放热反应,反应②正向是吸热反应,升高温度,反应①平衡逆向移动、反应②平衡正向移动;
(2)反度②正向是吸热反应,反应热△H=+218.4kJ/mol;
(3)降低SO2生成量,就是控制条件使反应②发生的可能性减小或加入过量CaO将SO2吸收;由图象可知温度在950℃左右时CaS质量百分数最大、CO初始体积百分数为4.0%左右时CaS质量百分数最大,SO2生成量最小;
(4)反应中2个-1价S原子被氧化生成2个H2SO4分子,失去14个电子,同时14个+3价Fe3+得到14个电子生成Fe2+,所以FeSO4是还原产物,据此标出电子转移的数目和方向;
(5)反应中Fe2(SO4)3是否消耗完只需要检验溶液中是否含有Fe3+,所以取上层清液滴加KSCN溶液,根据颜色变化判断;
(6) FeSO4有还原性,使FeSO4转化为Fe2(SO4)3方便且价廉的试剂是空气。
(1)反应①化学平衡常数K为c4(CO2)/c4(CO);反应①为放热反应,升高温度,反应速率增大,平衡逆向移动,化学平衡常数K减小;反应②为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,化学平衡常数K增大,故答案为:c4(CO2)/c4(CO);升高温度;a;a;
(2)反应②为吸热反应,△H=+218.4kJ/mol,反应物总能量小于生成物总能量,则能量变化图示为:,故答案为:
;
(3)由图象可知温度在950℃左右时CaS质量百分数最大、CO初始体积百分数为4.0%左右时CaS质量百分数最大,即反应①的限度小、反应②的限度大,SO2的生成量最小;或将反应②生成的SO2吸收掉,以降低SO2生成量,故答案为:调节CO初始体积百分数为4.0%左右,控制反应温度在950℃左右,加入过量CaO等;
(4)由方程式可知,反应中S元素化合价升高,FeS2被氧化,Fe元素化合价降低,Fe2(SO4)3被还原,FeSO4是还原产物,反应中得失电子数目为14,故答案为:;FeSO4;
(5)若Fe2(SO4)3被消耗完,溶液中应该不存在Fe3+离子,检验Fe3+离子可以用KSCN检验,实验方案为:即取上层清液,滴加几滴KSCN溶液,若无明显现象,则Fe2(SO4)3已消耗完,若溶液变红则没消耗完,故答案为:取上层清液,滴加几滴KSCN溶液,若无明显现象,则Fe2(SO4)3已消耗完,若溶液变红则没消耗完;
(6)FeSO4有还原性,空气中氧气可以将FeSO4氧化生成Fe2(SO4)3,该方法方便且价廉,故答案为:空气。
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【题目】化学反应是化学实验现象的本质,根据描述回答下列问题:
(1)在BaCl2溶液中通入SO2气体,未见沉淀生成,若先通入或加入下列的另一种物质,再通入SO2不能看到沉淀的有 (填序号).
①Cl2②NaOH③HCl④FeCl3溶液⑤CO2⑥H2S⑦NH3⑧NaClO溶液
(2)图中A、B、C之间有以下的转化关系(副产物已略去);
则下列说法正确的是
a.若A是非金属单质,则C与水反应的生成物可能是强酸或弱酸
b.若A是金属单质,则C与水反应的生成物可能是强碱
c.若A是化合物,则C与水反应的生成物可能是强酸
(3)离子方程式是重要的化学用语.下列是有关离子方程式的一些错误观点,请在下列表格相应的“离子方程式”否定这些观点.
反应物从下列物质中选取:Na、Fe、H2O、H2SO4、HCl、NaOH、Ba(OH)2、CuSO4
错误观点 | “否定的”离子方程式 | |
① | 所有的离子方程式均可以表示一类化学反应 |
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② | 所有酸碱中和反应均可表示为 H++OH﹣═H2O |
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