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通常用下列方法治理含氮化合物的污染。
(1)用稀土等催化劑能將汽車尾氣中的CO、NOx、碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成無毒物質(zhì),從而減少汽車尾氣污染。已知:
N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ/mol
2C(s)+ O2(g)=2CO(g) △H=—221.0 kJ/mol
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=—393. 5 kJ/mol
寫出NO(g)與CO(g)催化轉(zhuǎn)化成N2(g)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式 。
(2)用NH3還原NOx生成N2和H2O,F(xiàn)有NO、NO2的混合氣3 L,可用同溫同壓下3.5 L的NH3恰好使其完全轉(zhuǎn)化為N2,則原混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為 。
(3)電化學(xué)降解治理水中硝酸鹽污染。在酸性條件下,電化學(xué)降解NO的原理如圖1,A為電源的 極,陰極反應(yīng)式為 。
(4)通過控制溶液的pH對(duì)工業(yè)廢水中的金屬離子進(jìn)行分離。圖2是某些金屬氫氧化物在不同濃度和pH時(shí)的沉淀——溶解圖像,圖中直線上的點(diǎn)表示平衡狀態(tài)。當(dāng)溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全。
①相同條件下,F(xiàn)e (OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三種物質(zhì)的溶度積常數(shù)最大的是 ,
圖中A、B、C三點(diǎn)中表示Fe(OH)3的沉淀速率大于溶解速率的是 。
②由圖可得Fe(OH)2的溶度積的值為 。
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某工業(yè)廢水中可能含有如下幾種陰陽(yáng)離子:
陽(yáng)離子 | Fe3+、Al3+、Fe2+、Ba2+、Na+ |
陰離子 | Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、SiO32- |
現(xiàn)對(duì)該廢水樣品進(jìn)行以下研究:
Ⅰ.向試管中滴加濃鹽酸,有少量的無色氣體生成,氣體遇空氣立即變?yōu)榧t棕色;
Ⅱ.若向Ⅰ所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
Ⅲ.若向Ⅰ所得的溶液中加入過量的NaOH溶液,有紅褐色沉淀生成。過濾后向所得濾液中通入過量的CO2氣體,有白色絮狀沉淀生成。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),回答下列問題:
(1)該廢水中一定含有的陰離子是 ,一定不含有的陽(yáng)離子是 ;
(2)寫出Ⅲ的所得濾液中通入過量的CO2氣體生成白色絮狀沉淀的離子方程式(只寫這一個(gè)): ;
(3)已知用鋁粉可以除去廢水中的一種陰離子(X)。若控制溶液的pH為10.7左右,再加入鋁粉,除去X離子的同時(shí)產(chǎn)生氨氣和氮?dú),且體積比為1﹕4,完成下列反應(yīng)的離子方程式并配平:(X用具體的離子符號(hào)表示)
Al + X + OH-。紸lO2-+ NH3 + N2 +
該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是 。若除去0.2mol X離子,要消耗鋁 g。
(4)若將廢水中的鐵元素完全轉(zhuǎn)化成Fe3+,此時(shí)測(cè)得c(Fe3+)=1.0×10-2mol·L-1,要想將其轉(zhuǎn)換為Fe(OH)3沉淀而除去,則應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH至少大于 。(已知常溫下Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-38)
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硫酸鎂在醫(yī)療上具有鎮(zhèn)靜、抗攣等功效。以菱鎂礦(主要成分是MgCO3)為主要原料制備硫酸鎂的方法如下:
(1)步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)步驟④中調(diào)節(jié)pH=6.0~6.5的目的是 。
(3)步驟⑤的操作為
(4)已知酸堿指示劑百里酚藍(lán)變色的pH范圍如表所示:
pH | < 8.0 | 8.0 ~ 9.6 | > 9.6 |
顏色 | 黃色 | 綠色 | 藍(lán)色 |
25℃時(shí),向Mg(OH)2的飽和溶液中滴加2滴百里酚藍(lán)指示劑,溶液所呈現(xiàn)的顏色為
[25℃時(shí),Ksp[Mg(OH)2] =5.6×10-12]。
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某地煤矸石經(jīng)預(yù)處理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量鈣鎂的化合物等,一種綜合利用煤矸石的工藝流程如下圖所示。
(1)寫出“酸浸”過程中主要反應(yīng)的離子方程式(任寫一個(gè)):
。
(2)物質(zhì)X的化學(xué)式為________。“堿溶”時(shí)反應(yīng)的離子方程式為__________________。
(3)已知Fe3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為2.1和3.2,Al3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1和5.4。為了獲得Al(OH)3產(chǎn)品,從煤矸石的鹽酸浸取液開始,若只用CaCO3一種試劑,后續(xù)的操作過程是 ,再加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4,過濾得到Al(OH)3
(4)以煤矸石為原料還可以開發(fā)其他產(chǎn)品,例如在煤矸石的鹽酸浸取液除鐵后,常溫下向AlCl3飽和溶液中不斷通入HCl氣體,可析出大量AlCl3·6H2O晶體。結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋析出晶體的原因:
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下列敘述正確的是
A、濃氨水中滴加FeCl3飽和溶液可制得Fe(OH)3膠體
B、CH3COONa溶液中滴加少量濃鹽酸后c(CH3COO-)增大
C、Ca(HCO3)2溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)可制得Ca(OH)2
D、25℃時(shí)Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度
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已知298K時(shí),Mg(OH)2的溶度積常數(shù)KSP=5.6×10-12,取適量的MgCl2溶液,
加入一定量的燒堿溶液達(dá)到沉淀溶解平衡,測(cè)得pH=13.0,則下列說法不正確的是
A.所得溶液中的c (H+)=10-13mol/L
B.所得溶液中由水電離產(chǎn)生的c (OH-)=10-13 mol/L
C.所加的燒堿溶液的pH=13.0
D.所得溶液中的c (Mg2+)=5.6×10-10 mol/L
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.根據(jù)下列化學(xué)實(shí)驗(yàn)示意圖及表中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從理論上分析得出的結(jié)論正確的是( )
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
A | a | 左燒杯鐵表面有氣泡,右燒杯銅表面有氣泡 | 活動(dòng)性:Al>Fe>Cu |
B | b | 左邊棉花變?yōu)槌壬,右邊棉花變(yōu)樗{(lán)色 | 氧化性:Cl2>Br2>I2 |
C | c | 白色固體先變?yōu)榈S色,后變?yōu)楹谏?/p> | 溶解度:AgCl < AgBr <Ag2S |
D | d | 錐形瓶中有氣體產(chǎn)生,燒杯中液體變渾濁 | 非金屬性:Cl>C>Si |
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鎳電池廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車系統(tǒng),電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對(duì)環(huán)境有危害。某興趣小組對(duì)該電池電極材料進(jìn)行資源回收研究,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:
已知:①NiCl2易溶于水,F(xiàn)e3+不能氧化Ni2+。
②K (Ni(OH)): 5.0×10-16 , K (NiC2O4): 4.0×10-10
回答下列問題:
(1)酸溶后所留殘?jiān)闹饕煞?u> (填物質(zhì)名稱)。
(2)用NiO調(diào)節(jié)溶液的pH,析出沉淀的成分為____________________(填化學(xué)式);用pH試紙測(cè)定某溶液pH的具體操作是 。
(3)寫出加入Na2C2O4溶液后反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。
(4)寫出加入NaOH溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 ,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 。
(5)沉淀Ⅲ可被電解所得產(chǎn)物 (填化學(xué)式)氧化生成Ni(OH)3 ,如何洗滌Ni(OH)3 沉淀 。
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工業(yè)上從廢鉛蓄電池的鉛膏回收鉛的過程中,可用碳酸鹽溶液與處理后的鉛膏(主要成分為PbSO4)發(fā)生反應(yīng):PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)。某課題組用PbSO4為原料模擬該過程,探究上述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件及固體產(chǎn)物的成分。
(1)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=
(2)室溫時(shí),向兩份相同的PbSO4樣品中分別加入同體積、同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化。在 溶液中PbSO4轉(zhuǎn)化率較大,理由是
(3)查閱文獻(xiàn):上述反應(yīng)還可能生成堿式碳酸鉛[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受熱都易分解生成PbO。該課題組對(duì)固體產(chǎn)物(不考慮PbSO4)的成分提出如下假設(shè)。請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:全部為PbCO3;
假設(shè)二: ;
假設(shè)三: 。
(4)為驗(yàn)證假設(shè)一是否成立,課題組進(jìn)行如下研究:
①定性研究:請(qǐng)你完成下表中內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫出具體操作過程) | 預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論 |
取一定量樣品充分干燥, |
②定量研究:取26.7 mg的干燥樣品,加熱,測(cè)
得固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如下圖。某同學(xué)
由圖中信息得出結(jié)論:假設(shè)一不成立。你是否
同意該同學(xué)的結(jié)論,并簡(jiǎn)述理由:
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高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種高效多功能水處理劑,具有極強(qiáng)的氧化性。
(1)已知:4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。K2FeO4在處理水的過程中所起的作用有 。
同濃度的高鐵酸鉀在pH為4.74、7.00、11.50的水溶液中最穩(wěn)定的是pH= 的溶液。
(2)高鐵酸鉀有以下幾種常見制備方法:
干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵酸鹽和KNO2等產(chǎn)物 |
濕法 | 強(qiáng)堿性介質(zhì)中,F(xiàn)e(NO3)3與NaClO反應(yīng)生成紫紅色高鐵酸鹽溶液 |
電解法 | 制備中間產(chǎn)物Na2FeO4,再與KOH溶液反應(yīng) |
①干法制備K2FeO4的反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為____ 。
②濕法制備中,若Fe(NO3)3加入過量,在堿性介質(zhì)中K2FeO4與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K3FeO4,此反應(yīng)的離子方程式: 。
③制備中間產(chǎn)物Na2FeO4,可采用的裝置如圖所示,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)
式為 。
(3)比亞迪雙模電動(dòng)汽車使用高鐵電池供電,其總反應(yīng)為:
3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放電時(shí)負(fù)極材料為 ,正極反應(yīng)為: 。
(4) 25℃時(shí),CaFeO4的Ksp=4.54×l0-9,若要使1000 L,含有2.0×l0-4 mol·L-l K2FeO4的廢水中有CaFeO4沉淀產(chǎn)生,理論上至少加入Ca(OH)2的物質(zhì)的量為 mol。
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