某硫酸厂以含有SO2的尾气、氨水等为原料,合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质.合成路线如下: <img alt="1" src="/tk/20210

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-08-07 08:09:16 高中化学

某硫酸厂以含有SO2的尾气、氨水等为原料,合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质.合成路线如下: 1

(1)写出反应Ⅲ的化学方程式:______

(2)下列有关说法正确的是____________(填字母).

A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙

B.反应Ⅱ和反应Ⅲ的基本反应类型相同

C.反应Ⅳ需控制在60﹣70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解

D.反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥

(3)(NH4 )2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统.写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式:______ .

(4)很多硫酸厂为回收利用SO2 , 直接用氨水吸收法处理尾气. ①用15.0mL2.0mol•L﹣1氨水吸收标准状况下448mLSO2 , 吸收液中的溶质为______

②某同学用酸性KMnO4溶液滴定上述吸收液,当达到滴定终点时,消耗KMnO4溶液25.00mL,则酸性KMnO4溶液中,c(KMnO4)=______

(5)氨气用途广泛,可以直接用于燃料电池,如图是用氨水作燃料的燃料电池的工作原理.

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氨气燃料电池的电解质溶液最好选择______(填“酸性”“碱性”或“中性”)溶液,氮气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池总反应的化学方程式是______ , 负极的电极反应式是______ .

【答案】

(1)CaSO4+4C 1 CaS+4CO↑

(2)ACD

(3)4(NH4)2SO3+2NO2=N2+4(NH4)2SO4

(4)NH4HSO3、(NH4)2SO3;0.32mol/L

(5)碱性;4NH3+3O2=2N2+6H2O;2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O

【解析】

解:(1)根据题中的流程可知,反应Ⅲ是硫酸钙与焦碳高温条件下反应生成硫化钙和一氧化碳,反应方程式为CaSO4+4C 1 CaS+4CO↑,所以答案是:CaSO4+4C 1 CaS+4CO↑;(2)A.过量的空气把亚硫酸钙氧化为硫酸钙,故A正确; B.反应Ⅲ化学方程式为:CaSO4+4C=CaS+4CO↑,是氧化还原反应,反应Ⅱ为二氧化硫与氨水的反应,是复分解反应,所以反应类型不同,故B错误;C.防止碳酸氢铵在温度过高时分解得不到需要的目标产物,故C正确;D、氯化铵含N元素,是一种氮肥,故D正确;

所以答案是:ACD;(3)(NH4)2SO3与氮氧化物生成氮气,根据电子得失守恒可知,同时生成一种氮肥应为硫酸铵,所以二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式为4(NH4 )2SO3+2NO2=N2+4(NH4)2SO4 , 所以答案是:4(NH4)2SO3+2NO2=N2+4(NH4)2SO4;(4)①氨气与二氧化硫按1:1反应生成NH4HSO3 , 按2:1反应生成(NH4)2SO3 , 15.0mL2.0mol•L﹣1氨水的物质的量为0.03mol,标准状况下448mLSO2 , SO2的物质的量为0.02mol,它们的物质的量之比为3:2,介于1:1与2:1之间,所以吸收液中的溶质为NH4HSO3、(NH4)2SO3 , 所以答案是:NH4HSO3、(NH4)2SO3;②根据电子得失守恒有关系式5SO2~2KMnO4 , 根据①可知SO2的物质的量为0.02mol,则KMnO4的物质的量为 2 ×0.02mol=0.008mol,所以c(KMnO4)= 3 =0.32mol/L,所以答案是:0.32mol/L;(5)氨气是碱性气体,所以电解液最好选择碱性的;生成的无毒气体时N2 , 据此书写化学方程式为:4NH3+3O2=2N2+6H2O,负极发生还原反应,氨气在负极反应,注意时碱性环境,所以,正极的电极反应式为:2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O,

所以答案是:碱性;4NH3+3O2=2N2+6H2O;2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O.

【考点精析】掌握氨的化学性质是解答本题的根本,需要知道与水反应,NH3是惟一能使润湿的红色石蕊试纸交蓝的气体,常用此性质检验NH3;与酸反应:NH3+HCl=NH4Cl(生成白烟);与O2反应:4NH3+5O2=4NO+6H2O+Q;

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