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9.如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程,若每步都完全反应.下列说法正确的是(  )
A.溶液B中发生的反应为2SO2+O2═2SO3
B.可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+
C.由以上流程可推知氧化性:Fe3+>O2>SO42-
D.此工艺的优点之一是物质能循环利用

分析 依据处理二氧化硫气体的工艺流程,各步反应都是完全反应,尾气中的二氧化硫气体,通入酸性硫酸铁溶液中发生氧化还原反应,三价铁离子氧化二氧化硫为硫酸,本身被还原为B溶液含有二价铁离子,通入空气会氧化亚铁离子得到含三价铁离子的溶液C,溶液C可以循环运用.

解答 解:A、溶液B中发生的反应是亚铁离子被氧气氧化为三价铁离子的反应:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故A错误;
B、酸性高锰酸钾与铁离子不能反应,故B错误;
C、由反应可知:2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++SO42-+4H+;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;依据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,所以氧化性O2>Fe3+>SO42-,故C错误;
D、过程中生成的硫酸铁溶液可以循环使用,故D正确;
故选D.

点评 本题考查了污染气体二氧化硫的回收利用工艺流程的分析判断,氧化还原反应的规律应用,主要是考查二氧化硫的还原性、三价铁离子的氧化性、二价铁离子的还原性的性质应用,注意反应的产物判断是本题的关键.

练习册系列答案
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17.为保护环境,应减少二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等物质的排放量.
(1)用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物,可以消除污染.
已知:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867.0kJ/mol
NO2(g)═$\frac{1}{2}$N2O4(g)△H=-28.5kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的热化学方程式CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-810kJ/mol.
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中,发生NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g),测得反应达到平衡时NO2与SO2体积比为1:5,则平衡常数K=1.8(填数值).
(3)如图1是一种用NH3、O2脱除烟气中NO的原理,该原理中NO最终转化为H2O和N2(填化学式),当消耗1mol NH3和0.5molO2时,除去的NO在标准状况下的体积为11.2L.

(4)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域.有人利用图2所示装置(均为惰性电极)从海水中提取CO2(海水中无机碳95% 以HCO3-存在),有利于减少环境中温室气体含量.
①a室的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑.
②b室中提取CO2的反应的离子方程式为H++HCO3-=CO2↑+H2O.
③b室排出的海水(pH<6)不可直接排回大海,需用该装置中产生的物质对b室排出的海水进行处理,合格后才能排回大海.处理的方法是用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH.
4.雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响.燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一.
(1)汽车尾气净化的主要原理为:
2NO(g)+2CO$?_{加热}^{催化剂}$2CO2(g)+N2(g)△H<O
①该反应的速率时间罔像如图中左图所示.若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,其速率时间图象如图中右图所示.以下说法正确的是BC(填对应字母).

A.a1>a2,B.b1<b2    C.t1>t2   D.右图中阴影部分面积更大   E.左图中阴影部分面积更大
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是BD(填代号).

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题.煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.
已知:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol
2NO2(g)═N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol    H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式:CH4(g)+N2O4(g)═N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)△H=-898.1kJ/mol.
(3)CH4和H2O(g) 在催化剂表面发生反应CH4+H2O?CO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃800100012001400
平衡常数0.451.92276.51771.5
①该反应是吸热反应(填“吸热”或“放热”).
②T℃时,向1L密闭容器中投人l mol CH4和l mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol/L,该温度下反应CH4+H2O═CO+3H2的平衡常数K=6.75.
(4)甲烷燃料电池可以提升能量利用率.如图是利用甲烷燃料电池电解100ml1mol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变).

①甲烷燃料电池的负极反应式:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
②电解后溶液的pH=14(忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)
③阳极产生气体的体积在标准状况下是1.68L.

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