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硫酸工业是我国化工生产支柱产业。主要生产工艺流程如下: 接触室中的反应为2SO2...

硫酸工业是我国化工生产支柱产业。主要生产工艺流程如下:

接触室中的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  H=197 kJ·mol1

请回答以下几个问题:

(1)图中炉气要净化的原因是_____________________________________。

(2)吸收塔排出的尾气先用足量的氨水吸收,反应的离子方程式为_______________,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。所得的SO2可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2,吸收Br2的过程中主要反应的化学方程式是____________________________________。所得铵盐溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为________________________。

(3)为什么从接触室出来的SO3气体不用水直接吸收,而是用98.3%的浓硫酸吸收____________________。

(4)燃烧1 t含二硫化亚铁90%的黄铁矿,在理论上能生产________t 98%的硫酸(设有1.5%的硫留在炉渣里,精确至0.01),从提高SO3的产率同时适当降低生产成本的角度出发,以下措施可取的是___________(填字母)。

A.通入过量的空气            B.使用优质催化剂 

C.调整适宜的温度            D.采用高压

(5)科研工作者开发了制备SO2,再用电化学原理生产硫酸的方法,装置如图。为了稳定技术生产,硫酸的浓度应维持不变,则通入的SO2和水的质量比为__________。

 

 

(1)防止接触室内催化剂中毒(1分) (2)2NH3·H2O+SO22++H2O(2分) SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr(1分) c()>c()>c(H+)>c(OH−)(2分) (3)用水吸收三氧化硫产生大量酸雾,从而阻止了三氧化硫的充分吸收(2分) (4)1.48(2分) ABC(2分) (5)16∶29(2分) 【解析】(1)从沸腾炉出来的炉气含有水蒸气、矿尘和杂质气体,净化的目的是防止催化剂中毒。 (2)足量的氨水吸收二氧化硫生成正盐,所以反应的离子方程式是2NH3·H2O+SO22++H2O,SO2吸收潮湿空气中的Br2生成硫酸和氢溴酸:SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr。得到的铵盐为硫酸铵,溶液中铵根离子水解显酸性,溶液中离子浓度大小为:c()>c()>c(H+) > c(OH−)。 (3)用水吸收三氧化硫产生大量酸雾,从而阻止了三氧化硫的充分吸收。 (4)设能生成98%的硫酸x t,由工业生产硫酸的反应方程式可得下列关系式: FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4 120 2×98 1 t×90%×(1−1.5%) x t×98% 解得x=1.48。 从提高SO3的产率同时适当降低生产成本的角度出发,可采取的措施应是A、B、C三个选项,D项不可取。因为此反应在400~500℃和催化剂的作用下,能较快地转化为三氧化硫,缩短达到平衡所需的时间;但此反应在常压下SO2的平衡转化率已经很高(达90%以上),若采用加压,会提高生产的成本。 (5)发生反应的方程式为2SO2+O2+2H2O2H2SO4,设通入SO2与水的质量比为x∶y,则反应后生成的H2SO4与H2O的质量比一定为1∶1,则 ,整理得。  
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氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。回答下列问题:

(1)肼(N2H4)是一种良好的火箭燃料,拉希格法是制备肼的传统方法,该方法是在5条件下,NaClO与NH3反应生成NH2Cl与NaOH,然后在140左右的条件下,将上述反应后混合物与氨混合,反应生成肼。上述两步反应中,氧化产物是______________(写化学式)。

(2)机动车尾气已成为城市大气的主要污染源,机动车尾气中的主要有害物质为氮的氧化物。目前科技工作者正在探索用甲烷等燃料气体将氮氧化物还原为N2和水,涉及到的反应有:

CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   ΔH1=574 kJ·mol1

CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g)   ΔH2=867 kJ·mol1

写出CH4还原NO生成N2的热化学方程式____________________________。

(3)变质的蔬菜类食物中含有亚硝酸盐,一定温度下,形成该盐的亚硝酸(HNO2)的电离常数Ka=4.0×104。在20 mL 0.01 mol·L1的亚硝酸中逐滴滴加0.01 mol·L1的NaOH溶液,测得混合液的pH变化如图,则图中a点的值为______,b点溶液呈酸性,其原因是__________________,d点溶液呈碱性,原因是______________________________。(已知lg2≈0.3)

(4)工业合成氨的反应原理为:N2(g)+ 3H2 (g)2NH3(g)  ΔH=a kJ·mol1保持反应体系的容积不变,在其中加入一定量的H2和N2,体系中各物质浓度随时间变化如图所示:

若上述反应体系的容积为2 L,则0~20 min时间内,ν(H2)= ______________,该过程中放出的热量为94.4 kJ,则a=______________。

25 min时将NH3从反应体系中完全分离出去,45 min时改变温度,在原图中画出25 min~60 min的NH3浓度变化曲线。

 

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学习了铜与浓硫酸的反应后,某班同学用如下实验探究Mg与浓硫酸反应的气体产物。回答下列问题:

(1)足量Mg与浓硫酸反应

Mg与浓硫酸反应的气体制备装置可选择上图中的_______,由Cu与浓硫酸的反应可知Mg与浓硫酸反应的主要化学方程式为____________________________。

设计实验验证Mg与浓硫酸反应的主要气体产物的方法:____________________________。

(2)Mg与浓硫酸反应杂质气体的探究

随着Mg与浓硫酸的反应进行,逐渐产生一种还原性气体,该气体是__________(写化学式)。

为探究这种气体的存在,可采用上述组合后的装置,装置连接顺序是__________________→F,其中装置F的玻璃管中盛有的固体药品名称是_____________________,该装置中干燥管内的碱石灰的作用是_____________________。

装置B的现象是_____________________。

装置C的作用是__________________________。

装置E中发生反应的离子方程式为____________________________。

 

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室温条件下,下列有关电解质溶液的描述正确的是

A.等浓度的KHSO3溶液与KOH溶液等体积混合:c(OH)c(H+)=c() + c(H2SO3)

B.pH相同的氨水和Ba(OH)2溶液中:2c()= c(Ba2+)

C.等浓度的Na2SO4溶液与NH4Cl溶液等体积混合:c(Na+) +c()+c(NH3·H2O)=2c() +c(Cl)

D.1 L 0.1 mol·L1的KAl(SO4)2·12H2O溶液中:c(K+)+c(Al3+)+c(H+)=c(OH)+c()

 

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W、Q、X、Y、Z是五种短周期主族元素,其中X原子K、L层电子数之比为12,Y元素最外层电子数是次外层的3倍,Z是短周期主族元素中原子半径最大的元素,W是地壳中含量最高的金属元素, Q元素最高化合价与最低化合价之和为6。下列判断正确的是

A.W、Q、X、Y、Z的原子序数依次递增

B.Y的简单氢化物比X的稳定性高

C.常温下,W元素的单质与浓硝酸反应生成NO2

D.Z、W的单质分别与Q的单质化合后的产物中所含化学键类型相同

 

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我国科技工作者研制出一种水锂电池,可作为水下设备的电源。该电池的反应原理如图装置所示。

下列有关该电池的说法正确的是

A.负极反应式为Li−eLi+    B.钢板中的Fe与水电离出的H+反应放出H2

C.Li+从正极移向负极      D.电池反应产物除H2外,还有Li2O

 

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