题目内容
【题目】H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列各方法中的问题。
Ⅰ.H2S的除去
方法1:生物脱H2S的原理为:
H2S+Fe2(SO4)3
S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO4
2Fe2(SO4)3+2H2O
(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是______________。
(2)由图3和图4判断使用硫杆菌的最佳条件为______________。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是______________。
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方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S
(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,氧化产物的分子式为__________。
Ⅱ.SO2的除去
方法1(双碱法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生
NaOH溶液
Na2SO3
(4)写出过程①的离子方程式:____________________________;CaO在水中存在如下转化:
CaO(s)+H2O (l)
Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH(aq)
从平衡移动的角度,简述过程②NaOH再生的原理____________________________________。
方法2:用氨水除去SO2
(5)已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×105,H2SO3的Ka1=1.3×102,Ka2=6.2×108。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH)=_________________mol·L1。将SO2通入该氨水中,当c(OH)降至1.0×107 mol·L1时,溶液中的c(
)/c(
)=___________________。
【答案】 降低反应活化能(或作催化剂) 30 ℃、pH=2.0 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性) H2SO4 2OH-+ SO2
SO32-+H2O SO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成 6.0×10-3 0.62
【解析】(1)根据硫杆菌存在时的反应速率是无菌时的5×105倍可知,反应速率显著增大,则硫杆菌的作用是作催化剂,降低了反应的活化能。
(2)根据图3可知,温度30℃左右时,氧化速率最大,根据图4可知,pH=2.0时氧化速率最大,所以使用硫杆菌的最佳条件为30℃、pH=2.0;若反应温度过高,硫杆菌蛋白质变性失去活性造成反应速率下降。
(3)根据化合价升降,当n(H2O2)/n(H2S)=4时,4mol H2O2转移8mol电子,则1mol H2S也转移8mol电子,化合价从-2价升高到+6价,所以氧化产物为H2SO4。
(4)过程①是NaOH与SO2的反应,反应的离子方程式为2OH-+ SO2
SO32-+H2O;根据CaO在水中的转化:CaO(s)+ H2O (l)
Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH(aq),过程②中Na2SO3加入CaO后,SO32-与Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成。
(5)根据NH3·H2O的Kb=1.8×105可知,
=1.8×105,当氨水的浓度为2.0 mol·L-1时,溶液中的c(OH)= c(NH4+)=
=6.0×10-3 mol·L-1。
根据H2SO3的Ka2=6.2×108可知,
=6.2×108,,当c(OH)降至1.0×107 mol·L1,溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=0.62。
【题目】TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:
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资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物 | SiCl4 | TiCl4 | AlCl3 | FeCl3 | MgCl2 |
沸点/℃ | 58 | 136 | 181(升华) | 316 | 1412 |
熔点/℃ | 69 | 25 | 193 | 304 | 714 |
在TiCl4中的溶解性 | 互溶 | —— | 微溶 | 难溶 | |
(1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知:TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1
① 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:____________________。
② 氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据如图判断:CO2生成CO反应的ΔH_____0(填“>”“<”或“=”),判断依据:_______________。
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③ 氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是__________________________。
④ 氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有_____________。
(2)精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下:
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物质a是______________,T2应控制在_________。
【题目】下列物质的分类正确的是( )
选项 | 碱 | 酸 | 盐 | 碱性氧化物 | 酸性氧化物 |
A | Na2CO3 | H2SO4 | NaOH | SO2 | CO2 |
B | NaOH | HCl | NaCl | Na2O | NO |
C | KOH | HNO3 | CaCO3 | CaO | Mn2O7 |
D | NaOH | HCl | CaF2 | Na2O2 | SO2 |
A. A B. B C. C D. D