【題目】將H2S轉(zhuǎn)化為可再利用的資源是能源研究領(lǐng)域的重要課題。
(1)H2S的轉(zhuǎn)化
Ⅰ | 克勞斯法 |
|
Ⅱ | 鐵鹽氧化法 | |
Ⅲ | 光分解法 |
① 反應Ⅰ的化學方程式是________。
② 反應Ⅱ:____+ 1 H2S ==____Fe2+ + ____S↓ + ____(將反應補充完整)。
③ 反應Ⅲ體現(xiàn)了H2S的穩(wěn)定性弱于H2O。結(jié)合原子結(jié)構(gòu)解釋二者穩(wěn)定性差異的原因:_______。
(2)反應Ⅲ硫的產(chǎn)率低,反應Ⅱ的原子利用率低。我國科研人員設(shè)想將兩個反應耦合,實現(xiàn)由H2S高效產(chǎn)生S和H2,電子轉(zhuǎn)移過程如圖。
過程甲、乙中,氧化劑分別是______。
(3)按照設(shè)計,科研人員研究如下。
① 首先研究過程乙是否可行,裝置如圖。經(jīng)檢驗,n極區(qū)產(chǎn)生了Fe3+,p極產(chǎn)生了H2。n極區(qū)產(chǎn)生Fe3+的可能原因:
。Fe2+ - e- = Fe3+
ⅱ.2H2O -4e-=O2 +4H+,_______(寫離子方程式)。經(jīng)確認,ⅰ是產(chǎn)生Fe3+的原因。過程乙可行。
② 光照產(chǎn)生Fe3+后,向n極區(qū)注入H2S溶液,有S生成,持續(xù)產(chǎn)生電流,p極產(chǎn)生H2。研究S產(chǎn)生的原因,設(shè)計如下實驗方案:______。 經(jīng)確認,S是由Fe3+氧化H2S所得,H2S不能直接放電。過程甲可行。
(4)綜上,反應Ⅱ、Ⅲ能耦合,同時能高效產(chǎn)生H2和S,其工作原理如圖。
進一步研究發(fā)現(xiàn),除了Fe3+/Fe2+ 外,I3-/I- 也能實現(xiàn)如圖所示循環(huán)過程。結(jié)合化學用語,說明I3-/I- 能夠使S源源不斷產(chǎn)生的原因:________。
【答案】↓ 2Fe3+ 2 1 2H+ O與S位于同主族,原子半徑S>O,得電子能力S<O,非金屬性S<O,氫化物穩(wěn)定性H2S<H2O 、 將溶液換成溶液 在電極上放電:。在溶液中氧化:。和循環(huán)反應。
【解析】
(1)H2S具有較強的還原性,利用氧化還原反應將其轉(zhuǎn)化為S,據(jù)此分析;
(2)氧化劑具有氧化性,易得電子,化合價降低,據(jù)此作答;
(3)根據(jù)光能轉(zhuǎn)化成化學能,化學能轉(zhuǎn)化為電能,討論負極發(fā)生的電極反應;
(4)根據(jù)電解質(zhì)溶液中正負極反應方程式,及各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系作答。
(1)①H2S在氧氣氧化作用下生成S,其化學方程式為:↓;
②H2S為Fe3+氧化為S,依據(jù)氧化還原反應規(guī)律可知,其離子方程式為:2 Fe3++ 1 H2S ==2Fe2+ + S↓ +2H+,故答案為:2 Fe3+:2;1:2H+;
③O與S位于同主族,原子半徑S>O,得電子能力S<O,非金屬性S<O,氫化物穩(wěn)定性H2S<H2O;
(2)過程甲中,S元素化合價從-2價升高到0價,Fe元素從+3降低到+2價,則氧化劑為Fe3+;過程乙中,Fe元素從+2升高到+3價,H元素化合價從+1價降低到0價,則氧化劑為H+;
(3)n極區(qū)產(chǎn)生了Fe3+,p極產(chǎn)生了H2,則n極為氧化反應,是原電池的負極,p極發(fā)生了還原反應是原電池的正極,負極區(qū),除了Fe2+失電子生成Fe3+以外,也可能是水失電子生成的氧氣將Fe2+氧化成Fe3+所致,其離子方程式為:2H2O -4e-=O2 +4H+,;
②為了研究S是由于H2S失電子發(fā)生氧化反應產(chǎn)生的,避免溶液中其他離子的干擾,需要將將溶液換成溶液,進行驗證。
(4)根據(jù)上述工作原理可知,I3-/I- 能夠使S源源不斷產(chǎn)生,主要是因為在電極上放電:。在溶液中氧化:。和循環(huán)反應。
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【題目】25℃,向20mL 0.1mol·L-1MOH溶液中滴加0.1mol·L-1 CH3COOH溶液,所得溶液的pH(對應曲線M)及導電能力(對應曲線N)變化如圖所示。下列敘述正確的是( )
A. MOH是強堿
B. b點溶液中,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
C. 水的離子積常數(shù)Kw:b>c>a
D. c點溶液中,c(CH3COO-)>c(M+)>c(H+)>c(OH-)
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【題目】氮化硅高溫陶瓷材料是現(xiàn)代重要的結(jié)構(gòu)陶瓷,因其有硬度大、熔點高、化學性質(zhì)穩(wěn)定等特點而受到廣泛關(guān)注。工業(yè)上普遍用下列流程進行生產(chǎn):
(1)SiO2和C反應除了得到粗硅外,還有可能得到一種硬度也很大的物質(zhì)SiC,是生成粗硅還是生成該物質(zhì)主要是由___決定的。
(2)反應①的條件是隔絕空氣和____。
(3)寫出制粗硅的反應的化學方程式____。
(4)寫出硅與氫氧化鈉溶液的離子方程式____。
(5)現(xiàn)在是用四氯化硅、氮氣、氫氣在稀有氣體保護下加強熱,得到純度較高的氮化硅,其反應方程式為___。
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【題目】將0.15mol的MnO2與過量的12mol/L的濃鹽酸反應,與50ml 12mol/L的濃鹽酸與過量MnO2反應,兩者產(chǎn)生的氯氣相比(其它反應條件相同)
A.一樣多 B.前者較后者多 C.后者較前者多 D.無法比較
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【題目】(1)電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅箔,制造印刷電路板?涛g印刷電路板涉及的離子方程式為___,檢驗溶液中還有Fe3+的試劑是___。
(2)工業(yè)上制取漂白粉的化學反應方程式為___,漂白粉在空氣中表現(xiàn)漂白性的原理是___,除去氯氣中混有的氯化氫氣體的方法是將氣體通過___溶液中。
(3)鋁分別與足量的NaOH溶液和稀硫酸反應,若兩個反應在相同狀況下放出等量的氣體,則兩個反應中消耗的鋁的物質(zhì)的量之比為___。
(4)玻璃燒制過程中發(fā)生的反應有___。
(5)在標準狀況下,由CO和CO2組成的混合氣體6.72L,質(zhì)量為12g。此混合物中CO和CO2物質(zhì)的量之比是___。
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù),下列說法中正確的是( )
A.0.1mol/L Na2SO4溶于水中,所得溶液中Na+個數(shù)為0.2NA
B.78g Na2O2中含有離子總數(shù)為3NA
C.標準狀況下,NA個水分子所占的體積為22.4L
D.Na2O2與CO2反應生成2.24L氧氣轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA
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【題目】海洋動物海鞘中含有種類豐富、結(jié)構(gòu)新穎的次生代謝產(chǎn)物,是海洋抗腫瘤活性物質(zhì)的重要來源之一。一種從海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物的流程如下:
下列關(guān)于該流程中各步驟的說法中,錯誤的是( )
選項 | 步驟 | 采用裝置 | 主要儀器 |
A | ① | 過濾裝置 | 漏斗 |
B | ② | 分液裝置 | 分液漏斗 |
C | ③ | 蒸發(fā)裝置 | 坩堝 |
D | ④ | 蒸餾裝置 | 蒸餾燒瓶 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】廢氣中的 H2S 通過高溫熱分解可制取氫氣:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g),F(xiàn)在 3L 密閉容器中,控制不同 溫度進行 H2S 分解實驗。
(1)某溫度時,測得反應體系中有氣體 1.31mol,反應 tmin 后,測得氣體為 1.37mol,則 tmin 內(nèi) H2 的生成 速率為___________________。
(2) 某溫度時,可作為判斷反應達到平衡的標志依據(jù)是_____(選填編號)。
a. 氣體的壓強不發(fā)生變化 b. 氣體的密度不發(fā)生變化
(3)實驗結(jié)果如圖。圖中曲線 a 表示 H2S 的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系,曲線b 表示不同溫度下、反應經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時 H2S 的轉(zhuǎn)化率。
該反應為________反應(填“放熱”或“吸熱”)。在容器體積不變的情況下, 如果要提高 H2的體積分數(shù),可采取的一種措施是_______________________
(4)使 1LH2S 與 20L 空氣(空氣中 O2 體積分數(shù)為 0.2)完全反應后恢復到室溫,混合氣體的體積是________L。若 2gH2S 完全燃燒后生成二氧化硫和水蒸氣,同時放出 29.4kJ 的熱量,該反應的熱化學方程式是_________________。
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【題目】回答下列問題:
(1)生產(chǎn)中曾用鋁熱反應焊接鋼軌,鋁與氧化鐵反應的化學方程式為___________。
(2)復方氫氧化鋁治療胃酸過多時,氫氧化鋁表現(xiàn)______性;氫氧化鋁的電離方程式_______________。
(3)鐵、鋁、鐵鋁合金三種物質(zhì)中硬度最大的是_________________。
(4)鋁錠能做成鋁壺燒水,表現(xiàn)鋁的導熱性和______________,表面破損的鋁制品,放久了破損處會有一層“白毛”產(chǎn)生,“白毛”既能溶于酸又能溶于堿溶液,寫出形成“白毛”的化學方程式________________
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