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3.随着我国工业化水平的不断发展,解决水、空气污染问题成为重要课题.
(1)工业尾气中含有大量的氮氧化物,NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.反应原理如图所示:

①由图可知SCR技术中的氧化剂为NO、NO2
②用Fe做催化剂加热时,在氨气足量的情况下,当 NO2与NO的物质的量之比为1:1时,写出该反应的化学方程式2NH3+NO+NO2$\frac{Fe}{△}$2N2+3H2O.
(2)工业废水中常含有一定量的Cr2O72-,会对人类及生态系统产生很大损害,电解法是处理铬污染的常用方法.该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水,电解时,在阴极上有大量气泡生成,并产生Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀.
①反应中lmol Cr2O72-完全生成Cr(OH)3沉淀,外电路通过电子的物质的量为12mol.
②常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当Cr3+浓度小于10-5mol•L一1,时可认为完全沉淀,电解完全后,测得溶液的pH=6,则该溶液过滤后能(填“能”或“否”)直接排放.
(3)ClO2气体是一种常用的消毒剂,现在被广泛的用于饮用水进行消毒.自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8mg•L-1之间.碘量法可以检测水中C102的浓度,步骤如下:
I.取一定体积的水样用微量的氢氧化钠溶液调至中性,然后加入一定量的碘化钾,并加入淀粉溶液,溶液变蓝;
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液(已知:2S2O32-+I2=2S4O62-+2I-);
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1.3.
已知:本题中C1O2在中性条件下还原产物为ClO3,在酸性条件下还原产物为C1-.
请回答下列问题:
①确定操作II完全反应的现象蓝色消失,半分钟内不变色
②在操作III过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O
③若水样的体积为1.0L,在操作II时消耗了1.0X 10-3mol•L-1的Na2S2O3溶液10mL,则水样中ClO2的浓度是0.675mg•L-1.

分析 (1)①得电子,化合价降低的反应物是氧化剂;
②根据化合价升降总数相等、原子守恒来配平;
(2)①亚铁离子会和Cr2O72-的酸性废水反应,发生反应的离子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,结合电极方程式Fe-2e-═Fe2+计算;
②根据溶度积计算;
(3)①加入一定量 Na2S2O3 溶液,发生反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,使I2还原为I-;
②由图示表明,pH至1~3时,ClO2-将I-氧化生成的I2与淀粉结合再次出现蓝色,根据化合价升降总数相等、原子守恒和电荷守恒来配平;
③根据关系式ClO2~I-~S2O32-先计算出ClO2的物质的量,然后再计算出浓度.

解答 解:(1)①由图甲可知SCR技术中NH3与NO、NO2反应产物为N2和水,故氧化剂为NO、NO2,
故答案为:NO、NO2;
②NH3中氮的化合价由-3价升高到0价,一个NH3失去3个电子,NO2中氮的化合价由+4价降低到0价,一个NO2得到4个电子,NO中氮的化合价由+2价降低到0价,一个NO得到2个电子,当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,转移电子的最小公倍数为6,结合质量守恒可知方程式为:2NH3+NO+NO2$\frac{Fe}{△}$2N2+3H2O,
故答案为:2NH3+NO+NO2$\frac{Fe}{△}$2N2+3H2O;
(2)①亚铁离子会和Cr2O72-的酸性废水反应,发生反应的离子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,阳极电极方程式Fe-2e-═Fe2+,则
Cr2O72-~6Fe2+~12mol电子,1mol Cr2O72-完全生成Cr(0H)3沉淀,外电路通过电子的物质的量为12mol,
故答案为:12;
②溶液的pH=6,则c(OH-)=10-8mol•L-1,则c3(OH-)×c(Cr3+)=Ksp=10-32,c(Cr3+)=10-8mol•L-1<10-5mol•L-1,能直接排放,
故答案为:能;
(3)①加入一定量 Na2S2O3 溶液,发生反应为:2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,使I2还原为I-,故蓝色会消失,故答案为:蓝色消失,半分钟内不变色;
②由图示表明,pH至1~3时,ClO2-将I-氧化生成的I2,ClO2-中氯的化合价由+3价降低到-1价,一个ClO2-得到4个电子,碘的化合价由-1价升高到0价,一个I-失去1个电子,转移电子的最小公倍数为4,结合质量守恒、电荷守恒可知离子方程式为:ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O;
故答案为:ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O;
③ClO2 ~I-~S2O32-
   1          1
1.0×10-5mol   1.0×10-3 mol/L×0.01L
m(ClO2)=n(ClO2)×M(ClO2)=1.0×10-5mol×67.5×103mg•mol-1=0.675mg
由于水样的体积为1.0L,所以 ClO2 的浓度为$\frac{0.675mg}{1L}$=0.675 mg•L-1,
故答案为:0.675.

点评 本题主要考查了氧化还原反应、离子方程式式的书写以及化学计算,难度中等,注意掌握实验原理和电子得失配平的方法.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌,某硫化锌精矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:

回答下列问题:
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO.
(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的浸出操作.
(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,其作用是置换出Fe等,反应的离子方程式为Zn+Fe2+=Zn2++Fe.
(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极逸出的气体是O2.
(5)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质.“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O.
(6)硫化锌精矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝(CuS).请用简短的语言解释该反应发生的原理.在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物(或在相同条件下,由于KSP(CuS)小于KSP(ZnS),故反应可以发生)
(7)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌.明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,…,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,…,冷淀,毁罐取出,…,即倭铅也.”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑.(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
A.1molCl2与足量的铁粉反应,反应转移电子的数目为3NA
B.室温时,足量Zn与浓硫酸反应共产生2mol气体,转移电子数为4NA
C.7.8gNa2O2与足量水反应时转移电子数目为0.2NA
D.1mol二氧化氮气体久置后在标准状况下的体积为22.4L

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11.已知砷(As)与氮同主族,广泛分布于自然界.砷的很多化合物有毒,但有些砷的化合物无毒且有重要用途.请回答下列问题:
(1)砷位于元素周期表第VA族,其气态氢化物的稳定性比NH3弱(填“强”或“弱”).
(2)有毒的AsO33-在碱性条件下可与I2发生反应生成无毒的AsO43-,反应的离子方程式为AsO33-+I2+2OH-?AsO43-+2I-+H2O.
(3)有毒的AsO33-也可通过电解反应转化为无毒的AsO43-.例如以石墨为电极,电解Na3AsO3和H2SO4的混合液,阳极的电极反应式为AsO33-+H2O-2e-=AsO43-+2H+,阴极周闱溶液的pH增大(填“增大”或“减小”或“不变“).
(4)As2O3和As2O5是砷的两种常见固态酸性氧化物,根据如图1写出As2O5分解生成As2O3的热化学方程式:As2O5(s)=As2O3(s)+O2(g)△H=+295.4kJ•mol-1.As2O5在加热过程中发生分解的失重曲线如图2所示,已知失重曲线上的a点为样品失重率为w%时的残留固体(w%=$\frac{样品起始质量-a点固体质量}{样品起始质量}$×100%),若a点残留固体组成可表示为2As2O5•3As2O3,则a点样品失重率w%=8.35%(结果保留小数点后二位).

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18.弱电解质在水中的电离达到平衡状态时,己电离的溶质的分子数占原有溶质分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分率,称为电离度.某温度下,0.lmol•L-1的某一元弱酸溶液电离度为a%,则该溶液的pH为(  )
A.1B.l-aC.2-lgaD.3-lga

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8.三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]•3H2O可用于摄影和蓝色印刷.某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究.该小组同学查阅资料知,固体产物中铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3,产生的气体中含有CO、CO2.
请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程.
限选试剂:①蒸馏水 ②3%H2O2溶液 ③氧化铜 ④1.0 mol•L-1盐酸 ⑤浓硫酸 ⑥1.0 mol•L-1NaOH溶液 ⑦澄清石灰水 ⑧0.5 mol•L-1 CuSO4溶液 ⑨2%KSCN溶液 ⑩苯酚溶液
(1)若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在,并验证检验过程中有CO2生成,应选用的试剂为(按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内)⑥⑦⑤③⑦.
(2)提出合理假设
假设1:只有Fe; 假设2:只有FeO; 假设3:含有Fe和FeO.
(3)设计实验方案并实验验证
步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水溶解,过滤分离出不溶固体.
步骤2:取少量上述不溶固体放入试管中,加入足量CuSO4;溶液,充分振荡.若固体无明显变化,则假设2成立;若有暗红色固体生成,则反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+.
步骤3:取步骤2所得暗红色固体于试管中,滴加过量HCl,振荡后静置.若溶液基本无色,则假设1成立;若溶液呈浅绿色,则假设3成立.
(4)问题讨论
若固体产物中FeO含量较少,用步骤3方法难以确定.请你设计实验方案证明假设3成立(写出实验的操作步骤、现象与结论):取步骤3静置后的上层溶液,滴加几滴硫氰化钾溶液无红色出现,再滴加1-2滴双氧水,充分振荡,若溶液变红,则证明假设3成立.
(5)拓展与延伸
有资料介绍“在含Fe2+的溶液中,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,溶液呈红色;若再滴加过量氯水,却发现红色褪去”.假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的QUOTE,试写出该反应的离子方程式2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO42-+16H++6Cl-.

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15.设NA为阿伏加德罗常数的数值.下列说法正确的是(  )
A.50mL18.4mol/L浓硫酸与足量铜微热反应,生成SO2分子的数目为0.46NA
B.某密闭容器盛有0.1mol N2和0.3mol H2,在一定条件下充分反应,转移电子的数目为0 6NA
C.若由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子,则其中的氧原子数为2 NA
D.常温下,1L 0. 1 mol/L NH4NO3溶液中的氢原子数为0.4 NA

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12.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为20,X是第二周期元素,Z原子最外层电子数既是X原子内层电子总数的3倍,又是Y原子最外层电子数的2倍,下列说法正确的是(  )
A.原子半径:W>Z>Y
B.工业上通过电解Y的无水盐来制备Y的单质
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z>X
D.氧元素分别与X、Y、Z、W形成的化合物都不止一种

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13.下列关于有机物的说法中正确的是(  )
①淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应
②“乙醇汽油”是在汽油中加入适量乙醇的一种燃料,它是一种新型化合物
③为除去乙酸乙酯中残留的乙酸,可加过量饱和碳酸钠溶液振荡后,静置分液
④石油的分馏和煤的气化都是发生了化学变化
⑤淀粉遇碘酒变蓝色,在加热条件下葡萄糖能与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应.
A.①②③B.①③④C.③④⑤D.①③⑤

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