(13分)SO2是主要大气污染物之一。工业上烟气脱硫的方法如下:
请回答下列问题:
(1)石灰—石膏法的流程如图: 。
该法原料便宜,产物有利用价值。写出氧化室中发生反应的化学方程式_______________。
(2)碱法的流程如图:。该法吸收快,效率高。若在操作中持续通入含SO2的烟气,则最终产物X为________。操作过程中测得吸收塔内溶液pH=7,则溶液中含硫微粒的浓度由大到小的顺序为_______________。(已知:)。
(3)工业上在石灰—石膏法和碱法的基础上,结合两种方法的优点,设计出新的脱硫方案如下:
其中物质Y的化学式为_______,转化塔中反应的化学方程式是__________。
(4)最近利用碱法得到产物X的溶液电解制硫酸的工艺己被某些工厂采用。其装置如右图所示(电极为惰性电极)。阴极的电极反应式是__________,透过阴离子交换膜的离子主要为_________。该装置使X转化为硫酸的转化率不会超过________。
高三化学填空题困难题
(13分)SO2是主要大气污染物之一。工业上烟气脱硫的方法如下:
请回答下列问题:
(1)石灰—石膏法的流程如图: 。
该法原料便宜,产物有利用价值。写出氧化室中发生反应的化学方程式_______________。
(2)碱法的流程如图:。该法吸收快,效率高。若在操作中持续通入含SO2的烟气,则最终产物X为________。操作过程中测得吸收塔内溶液pH=7,则溶液中含硫微粒的浓度由大到小的顺序为_______________。(已知:)。
(3)工业上在石灰—石膏法和碱法的基础上,结合两种方法的优点,设计出新的脱硫方案如下:
其中物质Y的化学式为_______,转化塔中反应的化学方程式是__________。
(4)最近利用碱法得到产物X的溶液电解制硫酸的工艺己被某些工厂采用。其装置如右图所示(电极为惰性电极)。阴极的电极反应式是__________,透过阴离子交换膜的离子主要为_________。该装置使X转化为硫酸的转化率不会超过________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
石灰石—石膏法脱硫是除去工业烟气中所含SO2的重要方法,其工艺分为两步: —是吸收产生亚疏酸氢钙,二是氧化产生石膏。某校化学兴趣小组实验模拟该工艺,设计装置如下:
(1)装置B模拟产生含SO2的工业烟气,则E装置的作用是_______。
(2)实验开始时,打开装置B中分液漏斗的活塞,向烧瓶中逐滴滴加硫酸,D中立即产生了明显的现象,造成产生这一现象的原因是__________。
A.该装置的气密性不够好 B.滴加硫酸的速率较快
C.使用的硫酸浓度较小 D.石灰石浆液中碳酸钙粉末的顆粒太小
(3)预计当装置C中产生______的现象时,关闭装置B中分液漏斗的活塞,再点燃装置A处的酒精灯。实际实验过程中却始终未观察到C中产生这一现象,小组成员多次逬行实验探究,最终发现是药品Na2SO3部分变质,请写出定性实验发现药品Na2SO3问题的有关操作及现象:取少量的亚硫酸钠固体于试管中,_____________。
(4)小组成员进一步定量实验,测量Na2SO3的纯度:
①称取12.0 g Na2SO3固体配成l00 mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,并加入几滴淀粉溶液。
②用0.1000 mol •L-1酸性KIO3溶液滴定,三次平行实验测得标准液的体积为20.00mL。则滴定终点时锥形瓶中产生的现象为_______,写出与产生终点现象有关反应的离子方程式________,样品中Na2SO3的质量分数为_________。(计算结果保留三位有效数字)。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
分析推测 | 实验步骤 |
甲:生成了Fe(OH)3胶体 乙:经查阅资料,可能发生反应: Fe3++6SO2 Fe(SO2)(反应b) | ⅰ.制备Fe(OH)3胶体并检验 ⅱ.分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色 |
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
SO2随意排放会造成严重的大气污染。下列是某小组同学设计处理烟气(主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法。
(1)方法一:利用氯碱工业产品处理SO2的烟气,流程如下:
①“吸收装置”中发生反应的离子方程式_____________________。
②合成塔中每合成1mol气体放出热量92.3kJ(25℃、101kPa),反应的热化学方程式_____________。
③上述流程中循环利用的物质是____________________。
(2)方法二:利用FeCl3溶液氧化吸收烟气中SO2
①该反应的离子方程式________________________(反应a)。为验证该反应,同学们将SO2通入0.05mol/LFeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色。关于红褐色液体,以下是同学们的分析推测与实验。
分析推测 | 实验步骤及现象 |
甲:生成了Fe(OH)3胶体 乙:经查阅资料,可能发生反应: Fe3++6SO2 Fe(SO2)63+(反应b) | I、制备Fe(OH)3胶体并检验 II、分别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉,振荡后前者不变色,后者变为浅绿色 |
②利用胶体的_________________(填性质)可以检验步骤I中是否得到了Fe(OH)3胶体。
③根据反应b说明步骤II中液体颜色变化的原因是______________________(用离子方程式及必要的文字说明)。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,大量排放烟气形成酸雨、污染大气,因此对烟气进行脱硫、脱硝,对环境保护有重要意义。回答下列问题:
Ⅰ.利用CO脱硫
(1)工业生产可利用CO气体从燃煤烟气中脱硫,则25℃时CO从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式2CO(g)+SO2(g)⇌2CO2(g)+S(s)的焓变△H=_____________。25℃,100kPa时,由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为标准摩尔生成焓,已知一些物质的“标准摩尔生成焓”如下表所示:
物质 | CO(g) | CO2(g) | SO2(g) |
标准摩尔生成焓∆fHm(25℃)/kJ∙mol-1 | -110.5 | -393.5 | -296.8 |
(2)在模拟脱硫的实验中,向多个相同的体积恒为2L的密闭容器中分别通入2.2mol CO和1mol SO2气体,在不同条件下进行反应,体系总压强随时间的变化如图所示。
①在实验b中,40 min达到平衡,则0~40 min用SO2表示的平均反应速率v(SO2)=_______。
②与实验a相比,实验b可能改变的条件为_______________,实验c可能改变的条件为_________________。
Ⅱ.利用NH3脱硝
(3)在一定条件下,用NH3消除NO污染的反应原理为:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l)△H=-1807.98kJ·mol-1。在刚性容器中,NH3与NO的物质的量之比分别为X、Y、Z(其中X<Y<Z),在不同温度条件下,得到NO脱除率(即NO转化率)曲线如图所示。
①NH3与NO的物质的量之比为X时对应的曲线为_____________(填“a”“b”或“c”)。
②各曲线中NO脱除率均先升高后降低的原因为__________。
③900℃条件下,设Z=,初始压强p0,则4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l)的平衡常数Kp=_____________(列出计算式即可)。
Ⅲ.利用NaCIO2脱硫脱硝
(4)利用NaClO2的碱性溶液可吸收SO2和NO2(物质的量之比为1:1)的混合气体,自身转化为NaCl,则反应的离子方程式为________________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。目前最常用的脱硫技术是湿法石灰石—石膏脱硫,即利用石灰石和烟气中的SO2反应生成石膏一脱除SO2。某研究性学习小组在实验室利用如图所示装置制备模拟烟气(主要成分为SO2、CO2、N2、O2),并测定烟气中SO2的体积分数以及研究烟气通过转化器的脱硫效率。回答下列问题:
Ⅰ.模拟烟气的制备。
(1)装置 A中盛装浓硫酸的仪器名称是_____________,写出装置A中发生反应的化学方程式:________。
Ⅱ.测定烟气中SO2的体积分数。
(2)已知装置C、D中盛有的药品分别是酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液,写出装置C的作
用:_______________,装置D中饱和NaHCO3溶液中的离子浓度由大到小的关系为_____________。
(3)①甲同学认为应该在装置C、D之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶,理由是_____________。
②乙同学根据模拟烟气的流速a mL/min和t1分钟后测得的量筒内液体的体积VmL,计算烟气中二氧化硫的体积分数。为保证准确读取量筒读数应注意:a.将装置冷却至室温;b._________;c.平视。
Ⅲ.模拟烟气通过转化器的脱硫效率研究。
(4)将模拟烟气通过装置E,其中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液,它可以催化SO2与氧气的反应以达到脱硫的目的。写出催化剂参与反应过程中的离子方程式:SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+、____________。
(5)若模拟烟气仍以amL/min的流速通过转化器E装置,t2分钟后,向E装置中加入酸化的BaCl2溶液,得到白色浑浊液,经过滤、洗涤、干燥、称量,得到m g固体。若实验测得的气体体积已折算为标准状况下的体积,则该转化器的脱硫效率是________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
煤燃烧产生的烟气含有的SO2,是大气主要污染物之一。减少煤燃烧对大气造成的污染,应从多方面采取措施。
(1)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。
①一种烟气脱硫技术是向煤中加入适量石灰石,可大大减少燃烧产物中SO2的含量,最后生成CaSO4,该反应的化学方程式为_________________________________________。
②煤炭中以FeS2(铁元素为+2价)形式存在的硫,可以采用微生物脱硫技术脱去,其原理如图所示:
1mol FeS2完全转化为Fe3+ 和SO42-时,FeS2与O2物质的量之比为_____________。
(2)燃煤后烟气脱硫方法之一是利用天然海水的碱性吸收烟气中SO2并转化为无害的SO42-,其流程的示意图如下:
①海水中碳元素主要以HCO3-的形式存在。用离子方程式表示海水呈碱性的原因:_____________。
②研究表明,进入吸收塔的海水温度越低,SO2的脱除效果越好,主要原因是_____________。
③从吸收塔排出的海水呈酸性,并含有较多的HSO3-,排入曝气池进行处理时,需要鼓入大量空气。空气的作用是____________________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
烟气是气体和烟尘的混合物,是污染居民区大气的主要原因,气体中的污染气体主要是 SO2 及氮氧化合物等。
Ⅰ.某实验小组模拟湿式石灰/石灰法空气脱硫,他们主要是使用石灰石(CaCO3)浆液作洗涤剂,对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。
(1)上图是实验小组设计的装置图的一部分,三个装置中均盛放石灰浆液,这样设计的目的是________________。在所得的产物中通入臭氧可得生石膏,写出反应的方程式_________________________。
(2)二氧化硫通入氯化钡溶液中不产生沉淀,通入另一种气体A后可以产生白色沉淀,则下列哪组试剂产生的气体符合A的要求___________。
A.大理石和盐酸 B. 氧化钙和浓氨水 C. 铜和浓硝酸 D. 高锰酸钾和浓盐酸
(3)为了测定烟气中二氧化硫的含量,他们设计了下列方案:先将含二氧化硫的aL烟气用氯水氧化,再用沉淀剂氯化钡获得沉淀,最终获得bg沉淀。在称量沉淀前应对沉淀进行洗涤,如何证明沉淀洗涤干净______________________________________________。烟气中二氧化硫的浓度为_________g/L。
Ⅱ. 某烟气研究组采用尿素H2N(CO)NH2,溶液在50~70℃时进行脱硫脱硝,装置如图所示。
(1)如果不通入氧气,发现只有少量的烟气被吸收,生成对环境友好的物质。 被吸收的气体为___________ ;发生反应的化学方程式为_________________________。
(2) 如果通入烟气和一定量氧气的混合气,氮氧化物的吸收率仍然较低,可能的原因是____________________________。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
烟气是气体和烟尘的混合物,是污染居民区大气的主要原因,气体中的污染气体主要是SO2及氮氧化合物等。
Ⅰ.某实验小组模拟湿式石灰/石灰法空气脱硫,他们主要是使用石灰石(CaCO3)浆液作洗涤剂,对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。
(1)上图是实验小组设计的装置图的一部分,三个装置中均盛放石灰浆液,这样设计的目的是_____________。在所得的产物中通入臭氧可得生石膏,写出反应的方程式___________。
(2)二氧化硫通入氯化钡溶液中不产生沉淀,通入另一种气体A后可以产生白色沉淀,则下列哪组试剂产生的气体符合A的要求___________。
A.大理石和盐酸 B. 氧化钙和浓氨水 C. 铜和浓硝酸 D. 高锰酸钾和浓盐酸
(3)为了测定烟气中二氧化硫的含量,他们设计了下列方案:先将含二氧化硫的aL空气用氯水氧化,再用沉淀剂氯化钡获得沉淀,最终获得bg沉淀。在称量沉淀前应对沉淀进行洗涤,如何证明沉淀洗涤干净______________________________________________。空气中二氧化硫的浓度为_________g/L。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
煤炭是我国的主要能源之一,与之伴生的二氧化硫(SO2)和酸雨污染问题较为突出。目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫。烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫,主要有如下两种方法:
I、钠碱循环法脱硫技术。
(1)此法是利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式: 。
(2)NaOH溶液吸收SO的过程中,pH随变化关系如下表:
①由上表判断,NaHSO3溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。
②当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是(选填字母): 。
II、石灰石脱硫法
此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4 (s)+ CO (g)CaO(s)+ SO2 (g)+ CO2 (g) △H=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+ 4CO2(g) △H2= -175.6kJ·mol-1 (反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(1)结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO4(s)与CaS(s)的热化学反应方程式 。
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数 Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅰ的Kp= (用表达式表示)。
(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是 。
(4)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数 的关系曲线。则降低该反应体系中产生的SO2生成量的措施有 。
A、向该反应体系中投入生石灰
B、在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C、降低CO的初始体积百分数
D、提高反应体系的温度
高三化学填空题极难题查看答案及解析