综合题14.0分
化学

高硫煤脱硫分为燃烧前、燃烧中及燃烧后脱硫。

11.燃烧前脱硫:可用生物脱硫法,即在酸性环境下,有些种类的细菌能利用空气将Fe2+氧化成Fe3+而获得能量,Fe3+再与煤中的FeS2(Fe为+2价)反应使硫转化为硫酸根离子而去除。写出生物脱硫法的离子方程式                                 

12.燃烧中脱硫:通过加入石灰石,在燃烧过程中将硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。已知钙的燃烧热635kJ·mol-1,硫的燃烧热297kJ·mol-1、硫酸钙的生成焓△H=-1434kJ·mol-1(即由1molCa(s)、1molS(s)、2molO2(g)生成1molCaSO4(s)的△H值),则CaO(s)+SO2(g)+1/2O2(g)==CaSO4(s) ,△H=            kJ·mol-1

13.燃烧后脱硫:以Na2SO3溶液作为吸收液,利用钠碱循环法脱除烟气中的SO2。图一中横坐标为pH,纵坐标X(i)为各含硫微粒占所有含硫微粒的物质的量分数。

①已知某次吸收液中n(SO32-):n(HSO3)=10:1,则溶液的pH=         

②当吸收液的pH约为6时,需电解再生。原理如图二所示。

Ⅰ.Pt(I)电极反应式                                                

Ⅱ.H2SO4浓度,a%与b%的大小关系为                              

14.取10.00g干煤在1350℃以上的空气中充分燃烧,其中硫元素转化为SO2和少量的   SO3(g),氯元素转化为HCl,产生的气体用适量的双氧水吸收,所得溶液稀释至    100.0mL,每次取10.00mL用0.1000mol·L-1NaOH溶液进行滴定,滴定后的溶液加入适量的羟基氰化汞〔Hg(OH)CN〕,[发生反应:NaCl+Hg(OH)CN==Hg(Cl)CN+NaOH]再用H2SO4滴定,平均消耗15.55mLNaOH溶液和1.25×10-5mol的H2SO4。该煤中硫的质量分数为            

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

① 4H++4Fe2++O== 4Fe3++2H2O

解析

生物脱硫法,即在酸性环境下,有些种类的细菌能利用空气将Fe2+氧化成Fe3+,其离子反应方程式为:4H++4Fe2++O== 4Fe3++2H2O ;Fe3+再与煤中的FeS2(Fe为+2价)反应使硫转化为硫酸根离子而去除,离子方程式为:8H2O+FeS2+14Fe3+==15Fe2++16H++2SO42-  故答案为:① 4H++4Fe2++O== 4Fe3++2H2O;② 8H2O+FeS2+14Fe3+==15Fe2++16H++2SO42-

考查方向

本题考查的是高硫煤脱硫涉及离子反应方程式的书写和热化学反应方程式的计算,及溶液电离平衡常数应用,电解池阴极阳极的判断 电极反应式的书写电解液的变化、中和滴定的原理。

解题思路

生物脱硫法,即在酸性环境下,有些种类的细菌能利用空气将Fe2+氧化成Fe3+而获得能量,Fe3+再与煤中的FeS2(Fe为+2价)反应使硫转化为硫酸根离子而去除,根据反应物结合质量守恒定律、电荷守恒书写离子方程式;

易错点

电离平衡常数应用、解池阴极阳极的判断 电极反应式的书写电解液的变化、中和滴定的原理、关系式法计算。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

-502

解析

已知钙的燃烧热635kJ·mol-1,硫的燃烧热297kJ·mol-1、硫酸钙的生成焓△H=-1434kJ·mol-1(即由1molCa(s)、1molS(s)、2molO2(g)生成1molCaSO4(s)的△H值);

Ca + 1/2O2 =CaO △H=-635kJ·mol-1               ①

S + O2 = SO2 △H=-297kJ·mol-1                     ②

Ca + S + 2O2 ==CaSO4 △H=-1434kJ·mol-1             ③

由③-①-②和盖斯定律可得:CaO(s)+SO2(g)+1/2O2(g)==CaSO4(s) ,△H=-502 kJ·mol-1  ,故答案为:502

考查方向

本题考查的是高硫煤脱硫涉及离子反应方程式的书写和热化学反应方程式的计算,及溶液电离平衡常数应用,电解池阴极阳极的判断 电极反应式的书写电解液的变化、中和滴定的原理。

解题思路

已知钙的燃烧热635kJ·mol-1,硫的燃烧热297kJ·mol-1、硫酸钙的生成焓△H=-1434kJ·mol-1(即由1molCa(s)、1molS(s)、2molO2(g)生成1molCaSO4(s)的△H值);

Ca + 1/2O2 =CaO △H=-635kJ·mol-1               ①

S + O2 = SO2 △H=-297kJ·mol-1                     ②

Ca + S + 2O2 ==CaSO4 △H=-1434kJ·mol-1             ③

由③-①-②和盖斯定律可得:CaO(s)+SO2(g)+1/2O2(g)==CaSO4(s) ,△H求出。

易错点

电离平衡常数应用、解池阴极阳极的判断 电极反应式的书写电解液的变化、中和滴定的原理、关系式法计算。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

① 8.18

解析

H2SO3H+ + HSO3根据图一B点PH=7.18 ,n(SO32-)%=0.5,n(HSO3)%=0.5,即n(SO32-):n(HSO3)=1,可求出平衡常数K= =10-7.18,当n(SO32-):n(HSO3)=10:1时,利用K相等。K==c(H+)×10= 10-7.18 ,c(H+ )=10-8.18 ,PH=-lg c(H+ )=-lg10-8.18 =8.18,故答案为8.18;

②Ⅰ。当吸收液的pH降至约为6时,Pt(I)极2H++2e-==H

考查方向

本题考查的是高硫煤脱硫涉及离子反应方程式的书写和热化学反应方程式的计算,及溶液电离平衡常数应用,电解池阴极阳极的判断 电极反应式的书写电解液的变化、中和滴定的原理。

解题思路

SO2+H2O=H2SO3,H2SO3H+ + HSO3根据图一B点PH=7.18 ,n(SO32-)%=0.5,n(HSO3)%=0.5,即n(SO32-):n(HSO3)=1,可求出平衡常数K= ,当n(SO32-):n(HSO3)=10:1时利用K相等;②当吸收液的pH降至约为6时,Pt(I)极2H++2e-==H2,溶液中阳离子H+ ,具有氧化性,在阴极上得到电子放电发生还原反应;Pt(Ⅱ)极溶液中阴离子主要为HSO3-,具有还原性,在阳极上放电发生氧化反应;HSO3--2e-+H2O=SO42-+3H

易错点

电离平衡常数应用、解池阴极阳极的判断 电极反应式的书写电解液的变化、中和滴定的原理、关系式法计算。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

2.448%(2.5%、2.45%均不扣分)

解析

取10.00g干煤在1350℃以上的空气中充分燃烧,其中硫元素转化为SO2和少量的SO3(g),氯元素转化为HCl,产生的气体用适量的双氧水吸收,所得溶液稀释至  100.0mL,此溶液为H2SO4和HCl混合溶液,每次取10.00mL用0.1000mol·L-1NaOH溶液进行滴定,其原理为HCl + NaOH=NaCl+H2O和H2SO4 +2NaOH=Na2SO4 +2H2O,消耗NaOH体积为15.55ml,后的溶液加入适量的羟基氰化汞〔Hg(OH)CN〕发生NaCl+Hg(OH)CN==Hg(Cl)CN+NaOH,即使NaCl转化为NaOH后,再用H2SO4溶液滴定,耗H2SO4物质的量为1.25×10-5mol,其关系式为:2HCl~2NaCl~2NaOH~H2SO4 ;可求出混合溶液n(HCl)=2.5×10-5mol,消耗NaOH的n(NaOH)=2.5×10-5mol;与混合溶液中H2SO4反应消耗的n(NaOH)= 15.55×10-3 L×0.1mol/L -2.5×10-5 =1.53×10-2 mol; 由H2SO4~2NaOH可得,10ml混合液中n(H2SO4

考查方向

本题考查的是高硫煤脱硫涉及离子反应方程式的书写和热化学反应方程式的计算,及溶液电离平衡常数应用,电解池阴极阳极的判断 电极反应式的书写电解液的变化、中和滴定的原理。

解题思路

取10.00g干煤在1350℃以上的空气中充分燃烧,其中硫元素转化为SO2和少量的SO3(g),氯元素转化为HCl,产生的气体用适量的双氧水吸收,所得溶液稀释至    100.0mL,此溶液为H2SO4和HCl混合溶液,每次取10.00mL用0.1000mol·L-1NaOH溶液进行滴定,其原理为HCl + NaOH=NaCl+H2O和H2SO4 +2NaOH=Na2SO4 +2H2O,消耗NaOH体积为15.55ml,后的溶液加入适量的羟基氰化汞〔Hg(OH)CN〕发生NaCl+Hg(OH)CN==Hg(Cl)CN+NaOH,即使NaCl转化为NaOH后,再用H2SO4溶液滴定,耗H2SO4物质的量为1.25×10-5mol,其关系式为:2HCl~2NaCl~2NaOH~H2SO4 ;可求出混合溶液n(HCl)=2.5×10-5mol,消耗NaOH的n(NaOH)=2.5×10-5mol;与混合溶液中H2SO4反应消耗的n(NaOH)= 15.55×10-3 L×0.1mol/L -2.5×10-5 =1.53×10-2 mol; 由H2SO4~2NaOH可得,10ml混合液中n(H2SO4

易错点

电离平衡常数应用、解池阴极阳极的判断 电极反应式的书写电解液的变化、中和滴定的原理、关系式法计算。