下列A、B两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容,请你选择其中一题作答,如果两题全做,则按A题评分。
21.(12分)
A.空气质量高低直接影响着人类的生产和生活,它越来越受到人们的关注。被污染的空气中杂质的成分有多种,其中计入《空气质量日报》空气污染指数的项目有SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
请回答下列问题:
⑴ S、N、O的第一电离能由大到小的顺序为 。
⑵ 血红蛋白中含有Fe2+,CO易与血红蛋白结合成稳定的配合物而使人中毒。
① 写出亚铁离子的基态电子排布式 。
② CO有多种等电子体,其中常见的两种为 。
⑶ SO2是一种大气污染物,为减轻SO2污染,火力发电厂生产中常在燃煤中加入CaO以“固硫”。 CaO晶胞如下图所示,其中Ca2+的配位数为 ,CaO晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同,其晶格能分别为:CaO-3 401kJ/mol、NaCl-786kJ/mol。CaO晶体的熔点 NaCl晶体的熔点(填“高于”、“等于”或“低于”)。
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⑷ 随着人们生活质量的提高,不仅室外的环境安全为人们所重视,室内的环境安全和食品安全也越来越为人们所关注。甲醛是室内主要空气污染物之一(其沸点是-19.5 ℃),甲醇是“假酒”中的主要有害物质(其沸点是64.65 ℃),甲醇的沸点明显高于甲醛的主要原因是: 。
B.某校研究性学习小组拟利用分光光度法对空气中二氧化硫含量(mg/m3)进行测定。分光光度法则是通过测定被测物质在特定波长时光的吸收度,对该物质进行定性和定量分析。其工作原理可以简单的用公式表示为A=kc,其中A为吸光度,k为一定条件下的常数,c为溶液浓度。
实验步骤如下:
⑴ 采样:
① 如果你是该小组成员,你对采样的地点和时间有何建议: 。
② 用下图装置采样,通过50L空气后,将吸收液移入100ml容量瓶,用少量吸收液分两次洗涤吸收装置,合并洗涤液于容量瓶中,定容备用。用多孔球泡而不用导管的原因是 。
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⑵ 吸光度与SO2含量标准曲线的绘制:在6支25ml比色管中,用每毫升含25μg二氧化硫的标准液配置下表标准SO2含量系列。
二氧化硫标准系列
|
管 号 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
标准液(ml) |
0 |
0.20 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
|
吸收液(ml) |
10.00 |
9.80 |
9.60 |
9.40 |
9.20 |
9.00 |
|
二氧化硫含量(μg) |
0 |
5.00 |
10.00 |
15.00 |
20.00 |
25.00 |
用10mL比色皿,以水为参比,测定各管吸光度,实验结果如下。
|
管 号 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
吸光度 |
0 |
0.20 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
请在下图所示的坐标系中绘制标准曲线:
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⑶ 准确量取容量瓶中溶液10mL加入比色皿,测得其吸光度值为0.10,则空气中二氧化硫含量为 mg/m3。我国环境空气质量标准中对每次空气质量测定中SO2的最高浓度限值(mg/m3):一级标准:0.15;二级标准:0.50;三级标准:0.70。则该市空气为 级标准。
⑷ 甲、乙两组同学测定结果相差较大,乙组同学测定空气中SO2含量偏小,试分析乙组同学出现误差的可能原因: (两个所用药品和装置均无问题)。
18.(10分)减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收废渣高温焙烧产生的SO2,制备硫酸锰的生产流程如下:
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浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金属离子。有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表,阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。
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|
离子 |
离子半径(pm) |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
|
Fe2+ |
74 |
7.6 |
9.7 |
|
Fe3+ |
64 |
2.7 |
3.7 |
|
Al3+ |
50 |
3.8 |
4.7 |
|
Mn2+ |
80 |
8.3 |
9.8 |
|
Pb2+ |
121 |
8.0 |
8.8 |
|
Ca2+ |
99 |
- |
- |
已知PbO2的氧化性大于MnO2。请回答下列问题:
⑴ 写出浸出过程中主要反应的化学方程式 ,氧化过程中主要反应的离子方程式 。
⑵ 在氧化后的液体中加入石灰浆,用于调节pH,pH应调节至 。
⑶ 阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是 (填写序号)。
a.溶液的pH b.金属离子的电荷 c.金属离子的半径 d.吸附时间
⑷ 操作a包括 等过程。