题目内容

【题目】COSO2是大气污染气体,利用化学反应是治理污染的重要方法。

.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇:CO+2H2CH3OH(g)。一定条件下,在容积为VL的密闭容器中充入a mol CO2a mol H2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

(1)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)

v(CO)=2v(H2)

c(CO)=c(CH3OH)

③混合气体的平均相对分子质量不变

④单位时间内生成2n mol H2的同时生成n mol CH3OH

(2)该反应在A点的平衡常数K_________(aV表示)

(3)写出既能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施:________

.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。

(4)原电池原理:该小组设计的原理示意图(如图1所示),写出该电池正极的电极反应式_______

(5)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸(原理如图2所示)。写出开始电解时阳极的电极反应式_______

.硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打,有着广泛的用途。用SO2可制Na2S2O3。某小组同学制备、预测并探究硫代硫酸钠的性质(反应均在溶液中进行)

预测

实验操作

实验现象

探究1

Na2S2O3溶液呈碱性

pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上

pH=8

探究2

Na2S2O3具有还原性

向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液

黄绿色颜色变浅,甚至褪去

(6)分析SO2能制备Na2S2O3的理论依据是_________

(7)用离子方程式表示Na2S2O3溶液具有碱性的原因_________

(8)探究2反应的离子方程式为_________

【答案】③④ 压缩体积或增大体积压强 O2+4e-+4H+=2H2O HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+ 从氧化还原反应角度分析,SO2S元素化合价为+4Na2S2O3S元素化合价为+2S的化合价降低,加入合适的还原剂如S等就能实现转化 S2O32-+H2OHS2O3-+OH- S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl-

【解析】

(1)可逆反应到达平衡时,同种物质的正逆速率相等且保持不变,各组分的浓度、含量保持不变,由此衍生的其它一些量不变,判断平衡的物理量应随反应进行发生变化,该物理量由变化到不再变化说明到达平衡;

(2)该反应的平衡常数K=,利用物质反应转化关系将A点时各物质的平衡浓度代入表达式中可得;

(3)影响反应速率的因素有温度、浓度、压强和催化剂,影响平衡移动的因素有温度、浓度和压强,提高CO转化率,应使平衡正向移动;

II.(4)依据原电池原理,负极是失电子发生氧化反应,二氧化硫失电子生成硫酸的过程;

(5)根据化合价变化判断阳极反应物质,写出阳极反应式;

III.(6)分析SO2Na2S2O3S元素化合价变化情况,说明SO2制备Na2S2O3时加入合适的还原剂如SNa2S时即可实现转化;

(7)Na2S2O3是强碱弱酸盐,水解显碱性;

(8)验证Na2S2O3具有还原性,通过观察新制氯水的变色情况验证,所以氯水颜色变浅,甚至褪去,说明Na2S2O3发生氧化反应。

I(1)2v(CO)=v(H2)说明反应达到平衡状态,但v(CO)= 2v(H2)v说明反应逆向进行,①错误;

c(CO)=c(CH3OH)时反应可能处于平衡状态,也可能未处于平衡状态,不能说明正、逆反应速率关系,不能据此判断反应是否处于平衡状态,②错误;

③该反应是气体体积不相等的反应,所以混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,③正确;

④单位时间内生成2n mol H2的同时生成n mol CH3OH,说明v(H2)=2v(CH3OH),说明反应达到平衡状态,④正确;

故合理选项是③④;

(2)对于反应CO+2H2CH3OH(g),反应开始时n(CO)=a moln(H2)=2a molA点达到平衡时CO转化率为75%,则反应的CO的物质的量为a mol×75%=0.75a mol,反应的H2的物质的量是0.75a mol×2=1.5a mol,反应产生CH3OH的物质的量为0.75a mol,则平衡时各种气体的物质的量为n(CO)=a mol-0.75a mol=0.25a moln(H2)=2a mol-1.5a mol=0.5a moln(CH3OH)=0.75amol,由于容器的容积为V L,所以在该条件下,反应的化学平衡常数K=

(3)既能增大v(CO)又能提高CO转化率,应使平衡正向移动,由于正反应放热,则应采取压缩容器的体积或增大体积压强的方法;

II(4)该原电池中,负极上SO2失电子被氧化生成硫酸,正极上O2得到电子被还原,与溶液中的H+结合生成H2O,所以正极上的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O

(5)电解池中阳极和电源正极相连,失去电子,发生氧化反应,电解NaHSO3溶液可制得硫酸,硫的化合价升高,所以阳极是HSO3-溶液失去电子被氧化生成SO42-,则阳极电极反应式是:HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+

III(6)SO2→Na2S2O3S元素化合价由+4→+2,化合价降低,根据氧化还原反应规律可知:加入还原性的物质如如SNa2S等,就能实现SO2→Na2S2O3的转化;

(7)Na2S2O3是强碱弱酸盐,S2O32-水解消耗水电离产生的H+,最终达到平衡时溶液中c(OH-)>c(H+),所以溶液显碱性,H2S2O3是二元弱酸,所以S2O32-水解分步进行,但以第一步为主,水解的离子方程式为S2O32-+H2OHS2O3-+OH-

(8)新制氯水的主要成分为Cl2Cl2氧化S2O32-生成SO42-Cl2得到电子被还原为Cl-,使氯水颜色变浅,甚至褪去,所以离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl-

练习册系列答案
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【题目】亚硝酸钠是一种工业盐,用途广泛;外观与食盐非常相似,但毒性较强,食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究:

㈠鉴别NaClNaNO2

1)测定溶液PH

PH试纸分别测定0.1mol·L1两种盐溶液的PH,测得NaNO2溶液呈碱性。NaNO2溶液呈碱性的原因是 ________________________(用离子方程式解释)。NaNO2溶液中c(HNO2)=_____________(用溶液中其它离子的浓度关系式表示)

2)沉淀法

2mL0.1 mol·L1两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴稀硝酸银溶液。两只试管均产生白色沉淀。分别滴加几滴稀硝酸并振荡,盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解。

该温度下KspAgNO2)=2×108(mol·L1)2; Ksp(AgCl)1.8×1010(mol·L1)2

则反应AgNO2(s) +Cl(aq)AgCl(s)+ NO2(aq)的化学平衡常数K=__________

3)氧化法

2mL0.1 mol·L1两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是NaNO2溶液。该反应的离子方程式为____________

NaNO2性质探究

该兴趣小组同学用下图装置探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。

已知: 气体液化的温度:NO221℃ NO –152℃

1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序为(从左向右连接):A→__________________________;组装好仪器后,接下来进行的操作是________________

2)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气。

3)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。

如何确认A中产生气体是否含有NO _________。(写出实验操作、现象和结论)

装置E的作用是_______________________

若向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为____________

【题目】实验室从含碘废液(含有H2O CCl4I2I-等)中回收碘,操作过程如下:

1)向废液中加入Na2SO3溶液,发生还原反应的离子方程式为____________

2氧化操作在三颈烧瓶中进行(如图一),将溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2。实验用水浴控制在40℃左右的较低温度下进行的原因是_______

3)某研究小组用图二装置对Cl2KI溶液的反应进行探究,发现通入Cl2一段时间后,KI溶液变为黄色,继续通入Cl2,则溶液黄色变浅,最后变为无色。研究小组对所得无色溶液中碘元素的存在形态提出了以下假设:

假设一:没有I2形态;假设二:没有I形态;假设三:有IO3形态。

请设计实验证明假设一成立(试剂自选)。

实验操作

预期现象

结论

___________________

假设一成立

若假设三成立,请写出生成IO3的离子方程式__________________________________

4)该研究小组还进行了对加碘盐中KIO3含量测定的如下实验:

准确称取加碘盐m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的KI,再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成250.00mL待测溶液。移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉试液,用c molL-1Na2S2O3标准液滴定至终点,重复3次,测得平均值为V mL

已知:IO3+ 5I+6H+ =3H2O+3I2I2 +2S2O32=2I+S4O62。测定时,判断达到滴定终点的现象为___________。由测定数据可求得该样品中含KIO3的质量分数为___________(用含mcV的代数式表示,MrKIO3=214 )。

在滴定操作正确无误的情况下,用此种测定方法测得的结果往往偏高,其原因是受空气的影响,请用离子方程式表示产生这一影响的原因_______________________

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