9.专题九 利用概念和原理解决和解释实际问题.docx

1、专题九 利用概念和原理解决和解释实际问题1用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3）已成为环境修复研究的热点之一。（1）Fe还原水体中NO3的反应原理如右图所示。作负极的物质是_。 正极的电极反应式是_。（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3的去除率和pH，结果如下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3的去除率接近100%50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH=4.5时，NO3的去除率低。其原因是_。（3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设：. Fe2+直接还原NO3

2、； . Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。做对比实验，结果如右图所示，可得到的结论是_。同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2+提高NO3去除率的原因：_。pH =4.5（其他条件相同）（4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3的去除率和pH，结果如下：初始pHpH=2.5pH=4.5NO3的去除率约10%约3%1小时pH接近中性接近中性与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO3去除率和铁的最终物质形态不同的原因：_。2以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高

3、纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：（1）过程中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_。（2）过程中，Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2+ PbO2+4H+SO24=2Fe3+PbSO4+2H2Oii: 写出ii的离子方程式：_。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。 b._。（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用，其

4、目的是_(选填序号)。A.减少PbO的损失，提高产品的产率B.重复利用NaOH，提高原料的利用率C.增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率过程的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程的操作：_。3氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：来源:学|科|网（1）反应的化学方程式是 。（2）反应得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层含低浓度I2的H2SO4层和高浓度的I2的HI层。根据上述事实，下列说法正确的是 （选填序号）。a两层溶液的密度存在差异b加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶c

5、I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶辨别两层溶液的方法是 。经检测，H2SO4层中c(H+)：c(SO42-)=2.06：1。其比值大于2的原因是 。（3）反应：2H2SO4（l）=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) H=+550kJ/mol 它由两步反应组成：iH2SO4（l）=SO3(g) +H2O(g) H=+177kJ/mol iiSO3(g)分解。L（L1、L2），X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是 。判断L1、L2的大小关系，并简述理由： 。4研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领

6、域。（1） 溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3-占95%，写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式： 。（2） 在海洋循环中，通过右图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式： 。同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O，用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整： + =(CH2O)x+x18O2+xH2O（3） 海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机 碳，可采用如下方法：气提、吸收CO2，用N2从酸化后的还说中吹出CO2并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸

7、收液洗后的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解无机碳的浓度= mol/L。（4） 利用右图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理： 。用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是 。5NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3，如下图所示。（1）中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是 。（2）中，。在其它条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（p1、p2）下随温度变化的曲线（如右图）。 比较p1、p2的大小关系： 。 随温度升高，该反应平衡

8、常数变化的趋势是 。（3）中，降低温度，将NO2(g)转化为N2O4(l)，再制备浓硝酸。下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母） 。 N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是 。（4）中，电解NO制备NH4NO3，其工作原理如右图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A。A是 ，说明理由： 。6碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。（1）采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。 气体a的成分是 。 若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：。（2）将气体a通入测硫装置中（如右图），采用滴定法测

9、定硫的含量。H2O2氧化SO2的化学方程式： 。 用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为 y 克，则该钢样中硫的质量分数： 。（3）将气体a通入测碳装置中（如下图），采用重量法测定碳的含量。 气体a通过B和C的目的是 。 计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是 。7NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1) NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式:_ .(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下:498kJmol1945kJmol12(-630kJmol1) N2(g) 2N(g) 2N

10、O(g)O2(g) 2O(g)写出该反应的热化学方程式: _ .随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是_ .。（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOX的排放。当尾气中空气不足时，NOX在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_ .当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO 2oCaO 38SrO c(HSO3-) c(SO32-) c(H+)= c(OH-)cc(Na+)+ c(H+)= c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)（4）当吸收液的pH降至约为6时，再送至电解槽再生。再生示意图如下:

11、HSO3-在阳极放电的电极反应式是。当阴极室中溶液p升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：10用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。利用反应A可实现氯的循环利用。反应A：4HCl+O22Cl2+2H2O （1）已知：反应A中， 4 mol HCI被氧化，放出115.6kJ的热量。H2O的电子式是_。反应A的热化学方程式是_。断开1 mol HO 键与断开 1 mol HCl 键所需能量相差约为_KJ，H2O中HO 键比HCl中HCl键（填“强”或“弱”）_。（2）对于反应A，下图是4种投料比n(HCl):n(O2)，分别为1:1、2:1、4:1、6:1下，反应温度对HCl

12、平衡转化率影响的曲线。曲线b对应的投料比是_。当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是_。投料比为2:1、温度为400时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_。11在温度T1和T2下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表化学方程式K(T1)K(T2)F2H22HF1.810361.91032Cl2H22HCl9.710224.21011Br2H22HBr5.61079.3106I2H22HI4334(1)已知T1T2，HX的生成反应是_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)HX的电子式是_。(3)共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强

13、，HX共价键的极性由强到弱的顺序是_。(4)X2都能与H2反应生成HX，用原子结构解释原因_。(5)K的变化体现出X2化学性质的递变性，用原子结构解释原因_，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。(6)仅依据K的变化，可以推断出随着卤素原子核电荷数的增加，_(选填字母)a在相同条件下，平衡于X2的转化率逐渐降低 bX2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱cHX的还原性逐渐dHX的稳定性逐渐减弱12氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示(1)溶液A的溶质是_；(2)电解饱和食盐水的离子方程式是_(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用_ _(4)电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH3、SO42、c(SO42)c(Ca2+)，精致流程如下(淡盐水和溶液A来电解池)：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是_。过程中将NH4+转化为的离子方程式是_BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程中除去的离子有_经过程处理，要求盐水中c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L，若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/l，则处理10m3盐水b，至多添加10%Na2SO3溶液_kg(溶液体积变化忽略不计)。