【題目】燃煤及工業(yè)廢氣中的SO2是形成酸雨的主要原因,消除SO2是減少酸雨形成的有效方法。完成下列問題:

1)已知:4FeS2s+11O2g═2Fe2O3s+8SO2g)△H=﹣3412.0kJmol1

Fe2O3s+3COg═2Fes+3CO2g)△H=﹣25.0 kJmol1

2Cs+O2g═2COg)△H=﹣221.0 kJmol1

2FeS2s+7O2g+3Cs═2Fes+3CO2g+4SO2g)△H_____kJmol1。

2)堿性NaClO2溶液脫硫法

SO2與堿性NaClO2溶液反應的離子方程式為2SO2+ClO2+4OH2SO42+C1+2H2O,已知pc=﹣lgcSO2)。在剛性容器中,將含SO2的廢氣通入堿性NaClO2溶液中,測得pc與溫度的關系如圖所示。

由圖分析可知,該脫硫反應是_____反應(填放熱吸熱);若溫度不變,增大壓強,該脫硫反應的平衡常數(shù)K_____(填增大、減小不變)。

3)燃料細菌脫硫法

①含FeS2的燃煤可用氧化亞鐵硫桿菌(Tf)、氧化亞鐵微螺菌(Lf)、氧化硫硫桿菌(Tt)進行脫硫,其脫硫過程如圖所示:

已知:脫硫總反應為:FeS2+14Fe3++8H2O═2SO42+15Fe2++16H+,

Ⅰ反應的化學方程式為:FeS2+6Fe3++3H2O═S2O32+7Fe2++6H+;

寫出Ⅱ反應的化學方程式_____。

②在上述脫硫反應中,氧化亞鐵硫桿菌(Tf)與Fe3+的形成過程可視為下圖所示的原電池:

該細胞膜為_____(填陽離子交換膜陰離子交換膜)。該電池的正極電極反應式為_____。該方法在高溫下脫硫效率大大降低,原因是_____。

【答案】2062.5 放熱 不變 8Fe3++S2O32+5H2O═2SO42+8Fe2++10H+ 陽離子交換膜 O2+4H++4e2H2O 溫度過高蛋白質發(fā)生變性,細菌失去催化能力 。

【解析】

1)蓋斯定律計算,利用同向相加、異向相減的原則;

2)由圖分析可知,升溫平衡向吸熱方向移動可知,對于平衡常數(shù),如果是放熱反應,隨著溫度上升,平衡常數(shù)減小;如果是吸熱反應,隨著溫度上升,平衡常數(shù)上升;溫度不變,K不變;

3)①觀察圖像可知:反應Ⅱ是Fe3+S2O32反應生成亞鐵離子和硫酸根離子,利用得失電子數(shù)相等、電荷守恒、原子守恒寫出離子方程式;

②在脫硫反應中,氧化亞鐵硫桿菌(Tf)與Fe3+的形成過程為如圖所示的原電池反應,亞鐵離子被氧化發(fā)生氧化反應在原電池負極反應,正極是氧氣在酸性溶液中生成水,正極消耗氫離子,確定細胞膜為陽離子交換膜;溫度過高蛋白質發(fā)生變性,細菌失去催化能力;

1)已知:①4FeS2s+11O2g)=2Fe2O3s+8SO2g)△H=﹣3412.0kJmol1

Fe2O3s+3COg)=2Fes+3CO2g)△H=﹣25.0 kJmol1

2Cs+O2g)=2COg)△H=﹣221.0 kJmol1

蓋斯定律①×1/2+②+③×3/2計算 2FeS2s+7O2g+3Cs)=2Fes+3CO2g+4SO2g)△H=﹣2062.5KJ/mol

答案:﹣2062.5。

2)已知pc=﹣lgcSO2),pc與溫度的關系分析,溫度越高Pc越小,則二氧化硫濃度增大,逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應,平衡常數(shù)只隨溫度變化,若溫度不變,增大壓強,該脫硫反應的平衡常數(shù)K不變;

答案:放熱;不變。

3)①反應Ⅱ是Fe3+S2O32反應生成亞鐵離子和硫酸根離子,反應的離子方程式:8Fe3++S2O32+5H2O═2SO42+8Fe2++10H+;

答案:8Fe3++S2O32+5H2O═2SO42+8Fe2++10H+

②脫硫反應中,氧化亞鐵硫桿菌(Tf)與Fe3+的形成過程為如圖所示的原電池反應,亞鐵離子被氧化發(fā)生氧化反應在原電池負極反應,正極是氧氣在酸性溶液中生成水,電極反應:O2+4H++4e2H2O,正極消耗氫離子,該細胞膜為陽離子交換膜,該方法在高溫下脫硫效率大大降低,原因是:溫度過高蛋白質發(fā)生變性,細菌失去催化能力;

答案:陽離子交換膜;O2+4H++4e2H2O;溫度過高蛋白質發(fā)生變性,細菌失去催化能力。

練習冊系列答案
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【題目】(1)據(jù)科技日報網(wǎng)報道,南開大學科研團隊借助鎳和苯基硼酸共催化劑,首次實現(xiàn)烯丙醇高效、綠色合成。烯丙醇及其化合物可制成甘油、醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料,合成維生素EKI及天然抗癌藥物紫杉醇中都含有關鍵的烯丙醇結構。丙烯醇的結構簡式為CH2=CH-CH2OH。請回答下列問題:

①基態(tài)鎳原子的價電子排布式為___________________。

1 mol CH2=CH-CH2OH____molσ鍵,烯丙醇分子中碳原子的雜化類型為________。

Ni2+能形成多種配離子,如[Ni(NH3)6]2+、[Ni(CN)2]2 [Ni(SCN)2] 等,與CN互為等電子體的分子為____________。

(2)乙炔是有機合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用CaC2與水反應生成乙炔。

CaC2C22O22+互為等電子體,O22+的電子式可表示為_____________ lmol O22+中含有的π鍵數(shù)目為_______________。

②將乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2紅棕色沉淀。Cu+基態(tài)核外電子排布式為____________。

③乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是_______________;分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為_______________

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【題目】在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應制備干燥純凈的氯氣.進行此實驗,所用儀器如圖:

1)連接上述儀器的正確順序是:E__,____,____,__F

2)氣體發(fā)生裝置中進行的反應化學方程式是__;當0.5molMnO2參與反應時,生成的Cl2在標準狀況下的體積約__。

3)在裝置中:①飽和食鹽水的作用是__,②濃硫酸的作用是___。

4)化學實驗中檢驗是否有Cl2產(chǎn)生常用濕潤的淀粉-KI試紙。如果有Cl2產(chǎn)生,可觀察到的現(xiàn)象是___。

5)寫出尾氣吸收裝置中進行的反應的化學方程式__。

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【題目】下列說法正確的是(

A.熔融NaCl能導電,是因為通電時NaCl發(fā)生了電離

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【題目】現(xiàn)有下列反應:

2H2O+Cl2+SO2H2SO4+2HCl

2KMnO4+16HCl()2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

針對上述兩個反應回答:

1)用單線橋標出①中電子轉移的方向和數(shù)目_______________________________;

2)寫出②的離子化學方程式_____________________________________________;

3Cl2、H2SO4KMnO4的氧化性由強到弱的順序為________________________

4)反應②中氯化氫表現(xiàn)出的性質是________

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【題目】黃鐵礦(主要成分為FeS2)的利用對資源和環(huán)境具有重要意義。

(1)工業(yè)上煅燒黃鐵礦可制取SO2。已知下列熱化學方程式

4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g) △H=akJ/mol

S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=bkJ/mol

Fe(s)+2S(s)=FeS2(s) △H=ckJ/mol

則4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=_____kJ/mol

(2)一種酸性條件下催化氧化黃鐵礦的物質轉化關系如圖I所示。

(1)寫出如圖中Fe3+與FeS2反應的離子方程式:______________。

(2)硝酸也可將FeS2氧化為Fe3+和SO42-,使用濃硝酸比使用稀硝酸反應速率慢,其原因是______________。

(3)控制Fe2+的濃度、溶液體積和通入O2的速率一定,圖II所示為改變其他條件時Fe2+被氧化的轉化率隨時間的變化。

① 加入NaNO2發(fā)生反應:2H++3NO2-=NO3-+2NO+H2O。若1mol NaNO2完全反應則轉移電子的數(shù)目為______mol。

② 加入NaNO2、KI發(fā)生反應:4H++2NO2-+2I-=2NO+I2+2H2O。解釋圖II中該條件下能進一步提高單位時間內(nèi)Fe2+轉化率的原因:______________

(4)為研究FeS2作電極時的放電規(guī)律,以FeS2作陽極進行電解,由FeS2放電產(chǎn)生粒子的含量與時間、電壓(U)的關系如圖III所示。

①寫出t1至t2間FeS2所發(fā)生的電極反應式:__________

②當電壓的值介于3U~4U之間,F(xiàn)eS2放電所得主要粒子為___________。

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