题目内容
【题目】砷为VA族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废水需处理与检测。
I．已知：As(s)+
H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1
H2(g)+
O2(g)=H2O(l)ΔH2
2As(s)+
O2(g) =As2O5(s)ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH=_______________。
II.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如下：
已知：①As2S3与过量的S2-存在以下反应：As2S3(s)+3S2-(aq)
2AsS33-(aq)；
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
（1）亚砷酸中砷元素的化合价为______；砷酸的第一步电离方程式为_____________。
（2）“一级沉砷”中FeSO4的作用是_______________； “二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为_________。
III.去除水体中的砷，将As(Ⅲ)转化为As(Ⅴ)，也可选用NaClO实现该转化。研究NaClO投加量对As(Ⅲ)氧化率的影响得到如下结果：
已知：投料前水样pH＝5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH＝10.5，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸。产生此结果的原因是_________________________________________。
【答案】 2△H1-3△H2-△H3 +3 H3AsO4
H++H2AsO4- 沉淀过量的S2-，使As2O3(a)+3S2-(aq)2AsS32-(aq)平衡左移，提高沉砷效果。 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O 起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As(Ⅲ)氧化率降低
【解析】I．①As(s)+
H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1，②H2(g)+
O2(g)=H2O(l)ΔH2，③2As(s)+
O2(g) =As2O5(s)ΔH3，根据盖斯定律，将①×2-②×3-③得：As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH=2△H1-3△H2-△H3，故答案为：2△H1-3△H2-△H3；
II.(1)亚砷酸(H3AsO3)中，氧元素化合价为-2价，氢元素化合价为+1价，砷元素化合价设为x，+1×3+x+(-2)×3=0，x=+3；第ⅤA族非金属元素形成最高价含氧酸中磷、砷形成的含氧酸都是弱酸，水溶液中分步电离，电离方程式为：H3AsO4H++H2AsO4-，故答案为：+3；H3AsO4H++H2AsO4-；
(2)“一级沉砷”中FeSO4的作用是除去过量的硫离子，As2S3+3S2-2AsS32-使平衡逆向进行，提高沉砷效果，“二级沉砷”中H2 O2与含砷物质发生氧化还原反应，氧化亚砷酸为砷酸；，反应的化学方程式为：H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O，故答案为：沉淀过量的硫离子，使As2S3+3S2-2AsS32-使平衡逆向进行，提高沉砷效果；H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O；
III.投料前水样pH=5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH=10.5，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸．产生此结果的原因是：起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As(Ⅲ)氧化率降低，故答案为：起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As(Ⅲ)氧化率降低。
【题目】甲烷、甲醇都是清洁能源。
（1）已知下列热化学方程式
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH（g） +H2O (g)△H= -49.0 kJ/mol
②CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g) +CO2(g) △H= -802.3 kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
④H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ-mol
则CH4(g)+1/2O2(g)=CH3OH(g) △H =____________。
（2）工业上合成甲醇的另一种方法是2H2(g)+CO(g) 
CH3OH(g) △H。
一定温度下在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应，相关物理量见下表：
容器 | 温度/K | 物质的起始浓度/molL-1 | 物质的平衡浓度/mol.L-1 | ||
c(H2) | c(CO) | c(CH3OH) | c(CH3OH) | ||
I | 400 | 0.20 | 0.10 | 0 | 0.080 |
II | 400 | 0.40 | 0.20 | 0 | |
III | 500 | 0 | 0 | 0.10 | 0.025 |
①该反应的△H______0(填“>”或“<”)。
②达到平衡时，容器I中c(CH3OH)_____0.16mol/L(填“>” “<” 或“=”)。
③400 K 时该反应的平衡常数K=________。
(3)文献报道某课题组利用CO2催化缺化制甲烷的研究过程如下:
反应结束后，气体中检测到CH4和H2，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2 的产量和镍粉用量的关系如下图所示(仪改变镍粉用量，其他条件不变)。研究人员根据实验结果得出结论:HCOOH 是CO2转化为CH4 的中间体，即:
①写出产生H2的反应方程式_________。
②由图可知，镍粉是_______(填字母)。
a.反应I的催化剂 b.反应II 的催化剂
c.反应I和II的催化剂 d.不是催化剂
③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol，反应速率的变化情况是______(填字母)。
a.反应1的速率增加，反应II的速率不变
b.反应I的速率不变，反应II的速率增加
c.反应I、II的速率均不变
d.反应I、II的速率均增加，且反应I的速率增加得快
e.反应I、II的速率均增加，且反应II 的速率增加得快
f.反应I的速率减小，反应II的速率增加
【题目】下列我国科技成果所涉及物质的应用中，发生的不是化学变化的是
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A．甲醇低温所制氢气用于新能源汽车 | B．氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料 | C．偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料 | D．开采可燃冰，将其作为能源使用 |
A. A B. B C. C D. D
