题目内容
【题目】某研究小组利用软锰矿(主要成分为
,另含少量铁,铝,铜等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程,既脱除燃煤尾气中的
,又制得电池材料
(反应条件已省略).请回答下列问题:
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(1)上述流程脱硫实现了________(填编号).
a.废弃物的综合利用 b.“白色污染”的减少
c.酸雨的减少 d.臭氧层空洞的减小
(2)已知:25℃,101kPa时,
,
,
。则步骤Ⅰ中
与
反应生成无水
的热化学方程式是__________。
(3)用离子方程式表示出步骤Ⅱ中用
除去
的反应原理:__________。
(4)已知
;在步骤Ⅲ除铜镍的过程中,当
恰好完全沉淀[此时溶液中
],则溶液中
的浓度是_________mol/L。
(5)步骤Ⅳ生成无水
的化学方程式是___________。
(6)产品
可作超级电容材料.用惰性电极电解
溶液可以制得
,其阳极的电极反应式是________________________。
(7)已知废气中
浓度为
,软锰矿浆对
的吸收率可达90%,则处理
燃煤尾气,可得到硫酸锰晶体(
,相对分子质量为169)的质量为_____kg(结果保留3位有效数字)。
【答案】ac SO2(g)+MnO2(s)=MnSO4(s) ΔH=-248 kJ/mol 3MnCO3+2Al3++3H2O=3Mn2++3CO2↑+2Al(OH)3↓
2KMnO4+3MnSO4+2H2O=K2SO4+5MnO2+2H2SO4 Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ 1.90
【解析】
(1)SO2对大气污染的主要危害是产生了酸雨,所以该脱硫过程实现了SO2变废为宝和减少酸雨的发生;答案选ac;
(2)将题中所给方程式依次记作①、②、③,由方程式③-①-②可得:SO2(g)+MnO2(s)=MnSO4(s),根据盖斯定律可算出该反应的反应热ΔH=(-1 065 kJ/mol)-(-520 kJ/mol)-(-297 kJ/mol)=-248 kJ/mol,所以该反应的热化学方程式为SO2(g)+MnO2(s)=MnSO4(s) ΔH=-248 kJ/mol;
(3)步骤Ⅱ是用MnCO3调节溶液pH使Al3+转化为Al(OH)3沉淀而除去:3MnCO3+2Al3++3H2O=3Mn2++3CO2↑+2Al(OH)3↓;
(4)
=6×10-21,所以c(Cu2+)=6×10-21×1.0×10-5 mol/L=6.0×10-26 mol/L;
(5)发生氧化还原反应,氧化剂是KMnO4、还原剂是MnSO4、氧化产物和还原产物都是MnO2,由得失电子数相等可知:3n(KMnO4)=2n(MnSO4),最后再由质量守恒配平得:2KMnO4+3MnSO4+2H2O=K2SO4+5MnO2+2H2SO4;
(6)阳极是Mn2+失去电子发生氧化反应生成MnO2:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;
(7)由硫元素质量守恒知n(SO2)=n(MnSO4·H2O),所以m(MnSO4·H2O)=100×8×0.9/64×169 g=1901.25g=1.90 kg。
【题目】三氯化氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂,实验室制取POCl3并测定产品含量的实验过程如下:
I.制备POCl3采用氧气氧化液态的PCl3法。实验装置(加热及夹持装置省略》及相关信息如下。
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物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 | 其他 |
PCl3 | ―112.0 | 76.0 | 137.5 | 均为无色液体,遇水均剧烈 水解为含氧酸和氯化氢,两者互溶 |
POCl3 | 2.0 | 106.0 | 153.5 |
(1)仪器a的名称为_______________________________;
(2)装置C中生成POCl3的化学方程式为________________________________;
(3)实验中需控制通入O2的速率,对此采取的操作是_________________________________;
(4)装置B的作用除观察O2的流速之外,还有___________________________________;
(5)反应温度应控制在60~65℃,原因是__________________________________;
II.测定POCl3产品含量的实验步骤:
①实验I结束后,待三颈烧瓶中液体冷却到室温,准确称取16.725g POCl3产品,置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00mL溶液
②取10.00mL溶液于锥形瓶中,加入10.00mL 3.5mol/L AgNO3标准溶液(Ag++Cl-=AgCl↓)
③加入少量硝基苯(硝基苯密度比水大,且难溶于水)
④以硫酸铁溶液为指示剂,用0.2mol/L KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液(Ag++SCN-=AgSCN↓),到达终点时共用去10.00mL KSCN溶液。
(6)达到终点时的现象是_________________________________________;
(7)测得产品中n(POCl3)= ___________________________;
(8)已知Ksp(AgCl)> Ksp(AgSCN),据此判断,若取消步骤③,滴定结果将_______。(填偏高,偏低,或不变)