题目内容
【题目】研究SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。在钠碱循环法中,用Na2SO3溶液作为吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO
):n(HSO
)变化关系如下表:
n(SO | 91∶9 | 1∶1 | 9∶91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
①由上表判断,NaHSO3溶液显____________性,用平衡原理解释:_____________________;
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)___________________;
a.c(Na+)=2c(SO
)+c(HSO
)
b.c(Na+)>c(HSO
)>c(SO
)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO
)+c(HSO
)+c(OH-)
(2)若某溶液中含3mol Na2SO3,滴入一定量的稀盐酸,恰好使溶液中Cl-和HSO
的物质的量之比为2:1,则滴入的盐酸中HCl的物质的量等于_____________mol;
(3)CO可用于合成CH3OH,反应方程式为:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ,在一定温度压强下,在容积为2L的密闭容器中通入0.2molCO与0.4molH2,达平衡时CO的转化率50%,则该温度下的平衡常数为 ,再加入1.0molCO后重新达到平衡,则CO的转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”,CH3OH的体积分数 (填“增大”、“不变”或“减小”);
(4)将0.02mol/LNa2SO4溶液与某浓度BaCl2溶液等体积混合,则生成BaSO4沉淀所需原BaCl2溶液的最小浓度为 。(已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10)
(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,实验室用如图装置模拟上述过程,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化(Co3+的还原产物是Co2+)。
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① 写出阳极电极反应式: ;
② 写出除去水中的甲醇的离子方程式: 。
【答案】(1)①酸(1分)HSO
的电离程度强于水解程度(1分)②ab(2分)
(2)4(2分)(3)100L2/mol2(2分)减小(1分)减小(1分)
(4)2.2×10-8mol/L(2分)
(5)①Co2+—e—=Co3+②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+(各2分)
【解析】
试题分析:(1)①酸性;由表格中的数据可知,HSO3-越多,酸性越强,则电离生成氢离子,电离方程式为HSO3-H++SO32-,显酸性是因其电离大于其水解;②吸收液呈中性时,溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠,电离与水解的程度相等,结合电荷守恒解答.A:c(Na+)+C(H+)=2c(SO
)+c(HSO
)+C(OH-);C(H+)=C(OH-),则c(Na+)=2c(SO
)+c(HSO
);SO32-+H2OHSO3-+OH-,HSO3-H++SO32-,亚硫酸两步水解,则离子浓度为c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-),b正确; c.c(Na+)+c(H+)=c(SO
)+c(HSO
)+c(OH-)不符合电荷守恒,c错误;
(2)Na2SO3+HCl=NaCl+NaHSO3 NaHSO3+HCl=NaCl+H2O+SO2↑
1 1 1 1 1 1 1
3mol X X X Y Y Y
X=3mol;根据Cl-和HSO
的物质的量之比为2:1,列方程 (X+Y):(X-Y)=2:1 X:Y=3:1,把X=3mol代入上式得Y=1mol,则滴入的盐酸中HCl的物质的量等于=X+Y=3+1=4mol;
(3) CO(g)+ 2H2(g)
CH3OH(g),
起始 0.2mol 0.4mol 0
变化 0.2×50% 0.4×50%
平衡 0.1 0.2 0.1
则该温度下的平衡常数为=0.1 /[(0.1/2) ×(0.2/2)2]= 100L2/mol2 ,两种反应物,增加CO的浓度,其转化率减少,增加CO的量较多,平衡右移,但是CO剩余较多,生成的CH3OH的量比第一次平衡稍稍多一些,但是CH3OH所占混合气体的总量较少,体积分数减少;
(4)溶液等体积混合,体积加倍,浓度减半,设BaCl2溶液浓度为C ,则根据Ksp(BaSO4)=1.1×10-10=C(Ba2+)×C (SO4)2-=0.02/2×C/2 C= 2.2×10-8mol/L
(5)①通电后,将Co2+氧化成Co3+,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2+-e-=Co3+;②以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,自身被还原为Co2+,原子守恒与电荷守恒可知,还原生成H+,配平书写为:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;