2020届高三化学二轮复习化学理论元素综合训练(教师版) 1、将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。
(1)H2S的转化
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 克劳斯法 铁盐氧化法 光分解法 H2SH2SO2 SSFe3+ H2S光 H2 + S某溶液① 反应Ⅰ的化学方程式是 。 ②反应Ⅱ:+ 1 H2S == Fe2++ S↓ + (将反应补充完整)。
③反应Ⅲ体现了H2S的稳定性弱于H2O。结合原子结构解释二者稳定性差异的原因: 。 (2)反应Ⅲ硫的产率低,反应Ⅱ的原子利用率低。我国科研人员设想将两个反应耦合,
实现由H2S高效产生S和H2,电子转移过程如下图。
过程甲、乙中,氧化剂分别是_ _____。 (3)按照设计,科研人员研究如下。
①首先研究过程乙是否可行,装置如右图。经检验,n极区产生了Fe3+,p极 产生了H2。n极区产生Fe3+的可能原因:
ⅰ.Fe2+ - e- = Fe3+
ⅱ.2H2O-4e=O2+4H,___ ____(写离子方程式)。
经确认,ⅰ是产生Fe3+的原因。过程乙可行。
②光照产生Fe3+后,向n极区注入H2S溶液,有S生成,持续产生电流,p极产
生H2。研究S产生的原因,设计如下实验方案:。 经确认,S是由Fe3+氧化H2S所得,H2S不能直接放电。过程甲可行。
(4)综上,反应Ⅱ、Ⅲ能耦合,同时能高效产生H2和S,其工作原理如下图。
-+
进一步研究发现,除了Fe3+/Fe2+外,I3-/I-也能实现上图所示循环过程。结合化学用语,说明I3-/I-能够使S
源源不断产生的原因: 。
答案(1)① 2H2S?O2?2H2O?2S② 2Fe3??H2S?2Fe2??S?2H?
③O与S位于同主族,原子半径S>O,得电子能力S 定性H2S (3)①4Fe2??O2?4H??4Fe3??2H2O②将FeSO4溶液换成H2S溶液 ?????H2S?3I??S?2H?。I?和I3(4)I?在电极上放电:3I??2e??I3。I3在溶液中氧化H2S:I3循环反应。 2、(19年海淀二模拟)人类向大气中排放的NOx对环境会产生危害,脱除NOx是科学家研究的重要课 题。 (1)NOx对环境的一种危害是 。 (2)NH3还原法可将NOx还原为N2进行脱除。 已知:4NH3(g)+3O2(g) === 2N2(g)+6H2O(g) ΔH1= -1530kJ·mol-1 N2(g)+O2(g) === 2NO(g) ΔH2= +180kJ·mol-1 写出NH3还原NO反应的热化学方程式: 。 (3)碱性KMnO4氧化法也可将NOx进行脱除。 ①用KMnO4(NaOH)溶液进行烟气中NO的脱除,将该离子方程式补充完整。 □NO+□MnO4-+□=== NO2-+ 3NO3-+□MnO42-+□ ②下列叙述正确的是 (填字母序号)。 A. 将脱除后的混合溶液进行分离可获得氮肥 B.反应后混合溶液中:c(MnO4-)+2c(MnO42-)=c(K+) C. 在不同酸碱性条件下,KMnO4发生氧化还原反应的产物可能不同 ③在实验室用KMnO4(NaOH)溶液对模拟烟气中的NO进行脱除。若将标准状况下224L含NO体积 分数为10%的模拟烟气进行处理,假设NO最终全部转化为NO3-,理论上需要KMnO4的质量为 g(KMnO4摩尔质量为158g·mol-1)。 (4)用Pl-g-C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如下图所示。 ①该脱除过程中,太阳能转化为能。 ②在酸性水溶液中,光催化脱除原理和电化学反应原理类似。 g-C3N4端的反应:O2 + 2H+ + 2e-=== H2O2; Pl端的反应: ; NO2最终转化为HNO3的化学方程式: 。 答案(1)酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层、温室效应、空气污染、雾霾等(1分) (2)4NH3(g)+6NO(g) === 5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-2070kJ·mol-1(2分) (3)① 4NO+10MnO4-+14OH-===NO2-+3NO3+-10MnO42-+7H2O(2分) ②AC(2分)③474(2分) (4)①化学(1分) ②Pl端的反应:NO-2e-+H2O===NO2+ 2H+(1分) NO2最终转化为HNO3的化学方程式:2NO2+H2O2===2HNO3(1分) 3、优化反应条件是研究化学反应的重要方向。 (1)以硫代硫酸钠与硫酸的反应Na2S2O3 + H2SO4==== Na2SO4 + SO2+ S↓ + H2O为例, 探究外界条件对化学反应速率的影响,实验方案如下表所示。 实验 序号 I II III ①表中,a为 ,b为 。 ②实验表明,实验III的反应速率最快,支持这一结论的实验现象为 。 (2)硫代硫酸钠可用于从含氧化银的矿渣中浸出银,反应如下: Ag2O + 4S2O32- + H2O 2[Ag(S2O3)2]3- + 2OH- Na2S2O3溶液 浓度/(mol/L) 0.1 0.1 0.1 体积/mL 1.5 2.5 b H2SO4溶液 浓度/(mol/L) 0.1 0.1 0.1 体积/mL 1.5 1.5 1.5 蒸馏水 体积/mL 10 9 9 温度/℃ 20 a 30 实际生产中,为了提高银的浸出率需要调节pH的范围为8.5~9.5,解释其原因: (3)工业上常用空气催化氧化法除去电石渣浆(含CaO)上清液中的S2-,并制取石膏 (CaSO4·2H2O),其中的物质转化过程如下图所示。 ①过程I、II中,起催化剂作用的物质是 。
2020届高三化学二轮复习化学理论元素综合训练(教师版)
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