题目内容
9.煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2、CO等有毒气体,工业上常用CaSO4、MnO2、海水来消除其对大气的污染.(1)CaSO4消除CO的反应原理如下:
CaSO4(s)+4CO(g)?CaS(s)+4CO2(g);△H1<0
CaSO4(s)+CO(g)?CaO(s)+SO2(g)+CO2(g);△H2>0
常压下,工业生产中为了尽可能减少有毒气体的排放,常采用的措施是适当降低温度.
(2)在煤粉中掺入MnO2,既能脱硫又能提高燃烧效率.
①某煤粉中硫元素的质量分数为0.5%,在煤粉中掺入MnO2可在燃烧过程中生成MnSO4.若硫元素恰好与MnO2完全反应,则MnO2与煤粉混合的质量比为87:6400.实际生产中向煤粉中掺入过量MnO2以提高煤粉燃烧效率,经分析燃烧后的物质中含有Mn3O4,由此可知MnO2能提高煤粉燃烧效率的原因是MnO2分解生成Mn3O4同时放出氧气.
②用图1电解MnSO4溶液可制备MnO2,其阳极的电极反应式为Mn2++2H2O-2e-═MnO2+4H+;酸性条件下,加热KClO3和MnCl2混合溶液也能制备MnO2,同时产生一种黄绿色的气体,该反应的离子方程式为5Mn2++2ClO3-+4H2O═5MnO2↓+Cl2↑+8H+.
(3)海水中的钠镁比(钠镁元素的质量比)是影响吸收SO2的主要因素.某海水随水分的蒸发,钠镁比与密度关系如图2所示,该海水中的钠镁比在密度高于1.23g•cm-3时急剧下降的原因是密度高于1.23 g•cm-3时海水中氯化钠开始析出,导致钠镁比急剧下降.已知三种海水体系的二氧化硫吸收量随温度变化如图3所示,工业上常采用卤水作为SO2的吸收剂.
分析 (1)CaSO4(s)+4CO(g)?CaS(s)+4CO2(g);△H1<0①
CaSO4(s)+CO(g)?CaO(s)+SO2(g)+CO2(g);△H2>0②,反应①生成的气体对空气无污染,要想促进反应①的发生,根据△G=△H-T△S进行分析;
(2)①S+MnO2+O2=MnSO4据此进行分析;向煤粉中掺入过量MnO2以提高煤粉燃烧效率,经分析燃烧后的物质中含有Mn3O4,故MnO2能提高煤粉燃烧效率的原因是MnO2分解生成Mn3O4同时放出氧气;
②阳极失电子发生氧化反应,据此书写电极反应方程式;KClO3和MnCl2反应生成二氧化锰,氯气和盐酸,据此书写离子方程式;
③密度高于1.23 g•cm-3时海水中氯化钠开始析出,导致钠镁比急剧下降,据此进行分析;卤水可用作二氧化硫的吸附剂.
解答 (1)CaSO4(s)+4CO(g)?CaS(s)+4CO2(g);△H1<0①
CaSO4(s)+CO(g)?CaO(s)+SO2(g)+CO2(g);△H2>0②,反应①生成的气体对空气无污染,要想促进反应①的发生,△G=△H-T△S,故适当降低温度
能满足反应①△G<0,故工业生产中为了尽可能减少有毒气体的排放,常采用的措施是,适当降低温度,
故答案为:适当降低温度;
(2)①S+MnO2+O2=MnSO4
32 87,假设参加反应的二氧化锰87g,则需硫32g,故煤粉的质量为$\frac{32g}{0.5%}$=6400g,则MnO2与煤粉混合的质量比为87:6400;向煤粉中掺入过量MnO2以提高煤粉燃烧效率,经分析燃烧后的物质中含有Mn3O4,故MnO2能提高煤粉燃烧效率的原因是MnO2分解生成Mn3O4同时放出氧气,
故答案为:87:6400;MnO2分解生成Mn3O4同时放出氧气;
②阳极失电子发生氧化反应,故电极反应方程式为Mn2++2H2O-2e-═MnO2+4H+;KClO3和MnCl2反应生成二氧化锰,氯气和盐酸,故离子方程式为5Mn2++2ClO3-+4H2O═5MnO2↓+Cl2↑+8H+,
故答案为:5Mn2++2ClO3-+4H2O═5MnO2↓+Cl2↑+8H+;
③水中的钠镁比在密度高于1.23g•cm-3时急剧下降的原因是密度高于1.23 g•cm-3时海水中氯化钠开始析出,导致钠镁比急剧下降;卤水可用作二氧化硫的吸附剂,
故答案为:密度高于1.23 g•cm-3时海水中氯化钠开始析出,导致钠镁比急剧下降;卤水.
点评 本题考查判断反应自发进行的条件,利用方程式求算质量比,离子方程式的书写等,本题综合性较大,难度中等.
| A. | 乙烷(乙烯):光照条件下通入Cl2,气液分离 | |
| B. | 溴苯(液溴):用氢氧化钠溶液洗涤,分液 | |
| C. | 乙烯(SO2):气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 | |
| D. | 乙醇(水):加足量浓硫酸,蒸馏 |
(A)NaOH+HCl═NaCl+H2O
(B)2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2
根据两反应本质,判断能设计成原电池的反应是B(填序号).
(2)氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置,是一种具有应用前景的绿色电源.下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示回答下列问题:
①该燃料电池的负极是a(写a或b).
②O2(写化学式)发生还原反应.
③燃料电池中是将化学能转化为电能,正极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-.
(3)锌锰干电池是最早使用的化学电池,其基本构造如下图所示.
| 锌锰干电池的负极是锌,电路中每通过0.4mole-,消耗负极的质量13.0g;工作时NH+4离子在正极反应产生两种气体,其中一种气体分子是含10e-的微粒,正极的电极反应式是2NH4++2e-═2NH3↑+H2↑. |
| A. | 2种 | B. | 3种 | C. | 4种 | D. | 5种 |
| A. | H2O2 | B. | Ca(OH)2 | C. | CaCl2 | D. | K2O2 |
| A. | 4 mol NH3和5 mol O2反应,达到平衡时放出热量为905.9 kJ | |
| B. | 平衡时,$\frac{4}{5}$v正(O2)=v正(NO) | |
| C. | 平衡后降低压强,混合气体平均摩尔质量增大 | |
| D. | 平衡后升高温度,混合气体中NO含量降低 |
| A. | sp3杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 | |
| B. | sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 | |
| C. | C-H之间是sp2形成的σ键,C-C之间有1个是sp2形成的σ键,C-C之间还有1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键 | |
| D. | C-C之间是sp2形成的σ键,C-H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 |
| A. | 大于7 | B. | 小于7 | C. | 等于7 | D. | 无法判断 |