【化学—选修2:化学与技术】煤炭被人们誉为黑色的“金子”,它是人类使用的主要能源之一。为了提高煤的利用率,减少有害气体的排放,人们采取了各式各样的方法。
(l)煤的气化和液化可以提高煤的利用率。煤的气化技术的主要产物是 。煤的液化技又分为 。将煤隔绝空气加强热得到焦炉气、煤焦油及焦炭等产品的技术称为 。
(2)煤在燃烧前后及燃烧过程中均可采取措施减少有害气体的排放
①在燃烧前,可以采用微生物脱硫技术。原理如图23所示:
图示过程中Fe2+的作用为 。写出的离子方程式: 。
②煤在燃烧时,进行脱硫处理,常采用 燃烧技术,再把煤和脱硫剂加入锅炉燃烧室,使煤与空气在流化过程中充分混合、燃烧,起到固硫作用。常用脱硫剂的主要化学成分为 (填化学式)。
③煤在燃烧后,烟气净化常采用除尘技术和脱硫、脱硝技术。湿法脱硫、脱硝技术中将烟气通入 设备,用石灰水淋洗。
1,2二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度是2.18克/厘米3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验中可以用下图所示装置制备1,2二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有浓溴(表面覆盖少量水)。请填写下列空白:
(1)烧瓶a中发生的是乙醇的脱水反应,即消去反应,反应温度是170℃,并且该反应要求温度迅速高到170℃,否则容易产生副反应。请你写出乙醇的这个消去反应方程式:____________。
(2)写出制备1,2二溴乙烷的化学方程式: 。
(3)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象: 。
(4)容器c中NaOH溶液的作用是: 。
(5)某学生做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超出许多,如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因:___________。
(6)e装置内NaOH溶液的作用是 。
火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+ 4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
CH4(g)+ 4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为 mol/(L·min);第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
②如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL 某NaCl溶液,正极反应式为 。在电解一段时间后,NaCl溶液的pH值变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为 mol。
③取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+) c(NH3·H2O)。(填“>”、“<”或“=”)
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应II包含2NaHSO3=Na2S2O5+ H2O等多步反应。
(1)反应I的总化学方程式为 ,反应I进行时应先通入的气体是 ,反应I产生的NH4Cl可用作_______________。
(2)灼烧时发生反应的化学方程式为 ,若灼烧时生成SO2 1.12×l06 L(标准状况下),则转移电子 mol。
(3)己知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为 。
(4)副产品X的化学式是 ,在上述流程中可循环使用的物质是 。
(5)为了减少产品Na2S2O5中杂质含量,需控制反应II中气体与固体的物质的量之比约为 ,检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂 。(填编号)。
①澄清石灰水 ②饱和碳酸氢钠溶液 ③氢氧化钠 ④酸性高锰酸钾 ⑤稀硫酸
电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO3-的原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.铅蓄电池的A极为正极,电极材料为PbO2
B.该电解池的阴极反应式为:2NO3- + 12H+ + 10e- = N2↑ + 6H2O
C.该电解池的总反应方程式为:2H2O + 4NO3- 2N2↑+ 5O2↑ + 4OH-
D.若电解过程中转移2mol电子,则交换膜右侧电解液的质量减少5.6g
下列说法错误的是( )
A.室温下,pH=4的NaHSO4溶液中,水电离出的H+浓度为1×10-10mol·L-1
B.向纯水中加入盐类物质,有可能促进水的电离,也有可能抑制水的电离
C.pH相同的①NH4Cl、②NH4Al(SO4)2、③(NH4)2SO4三种溶液的c(NH4+):②<③<①
D.用0.1mol·L-1醋酸滴定0.1mol·L-1NaOH溶液至中性时:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)>c(Na+)