【文章內(nèi)容簡介】 段和 cd 段的電阻， Rab=Rcd=R； ab 邊長為 L，探測器主體的質(zhì)量為 m，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為 B，仿真月面環(huán)境的重力加速度為地球表面 重力加速度 g的，不考慮運動磁場產(chǎn)生的電場。 (1)求緩沖滑塊剛停止運動時，探測器主體的加速度大小。 (2)若探測器主體速度從 v0減速到 v的過程中，通過 ab 截面的電荷量為 q，求該過程中線圈 abcd 產(chǎn)生的焦耳熱。 【解析】 26．（ 14 分）如圖所示是一個 制 取氯氣為原料進行特定反應(yīng)的裝置。請回答下列問題： （ 1）裝置 A分液漏斗與燒瓶中分別盛裝濃鹽酸、 MnO2，反應(yīng)的化學方程式為 ， A中 g管的作用是 。 （ 2）裝置 D可以實現(xiàn)用純凈的氯氣和鐵粉反應(yīng)制取少量氯化鐵固體，已知氯化鐵溶、沸點較低，易水解。 ①裝置 B 內(nèi)盛裝的試劑為 ，作用是 。 ②裝置 F 內(nèi)盛裝的試劑為 ，作用是 。 ③該實驗設(shè)計存在一個明顯的缺陷，改進的措施是 。 （ 3）若裝置 B、 C、 D、 E、 F 內(nèi)分別盛有氫硫酸、水、炭粉、紫色石蕊試液、氫氧化鈉溶液。已知 B 中有黃色固體生成， D 中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫。 ①寫出裝置 B 中反應(yīng)的離子方程式 ， D 中反應(yīng)的化學方程式 。 ②在裝置 E 處，紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o色，其原因是 。 ③若將裝置 E 處洗氣瓶中的溶液改為澄清石灰水，反應(yīng)過程中的現(xiàn)象為 （填標號）。 a．有白色沉淀 b．無明顯實驗現(xiàn)象 c．先生成白色沉淀后 消失 【答案】 （ 1） MnO2 + 4HCl(濃 ) MnCl2+Cl2↑ +2H2O (2分 )平衡分液漏斗與燒瓶內(nèi)的氣體壓強，利于向燒瓶中加入濃鹽酸（ 1 分） （ 2）①飽和食鹽水（ 1 分）除去 Cl2 中含有的 HCl（ 1 分） ②濃 H2SO4（ 1 分）防止空氣中的水蒸氣進入裝置 E（ 1 分） ③在裝置 F 后面添加一個盛 NaOH 溶液的洗氣瓶（ 1 分） （ 3）① Cl2 + H2S === 2H++2Cl+S↓ (2 分 ) 2Cl2 + 2H2O +C 4HCl +CO2（ 2 分） ② D 中產(chǎn)生的 HCl、 CO2 等能使紫色石蕊試液變?yōu)榧t色，過量的 Cl2 與 H2O 反應(yīng)產(chǎn)生的HClO 能使石蕊試液褪色（ 1 分） ③ b（ 1 分） 【解析 】 （ 1）實驗室制備 Cl2 的化學方程式為 MnO2 + 4HCl(濃 ) MnCl2+Cl2↑ +2H2O，g管可平衡分液漏斗與燒瓶中的氣體壓強，利于向燒瓶中加入濃鹽酸。（ 2） A中制備的 Cl2中含有 HCl、 H2O(g)，故 B 中盛裝飽和食鹽水，用于除去 HCl， C 中盛裝濃硫酸，用于除去H2O（ g），氯化鐵易水解，所以 F 中裝濃硫酸，防止空氣中的 H2O（ g）進入 E 與 FeCl3 發(fā)生反應(yīng)。 Cl2 有毒，需要進行尾氣處理，防止污染空氣。（ 3） Cl2 與 H2S 反應(yīng)的離子方程式為 Cl2 + H2S === 2H++2Cl+S↓， Cl2 與 C加熱反應(yīng)的化學方程式為 2Cl2 + 2H2O +C 4HCl +CO2，D 中產(chǎn)生的 HCl、 CO2能使 E 中紫色石蕊試液變紅，過量的 Cl2 與 H2O 反應(yīng)產(chǎn)生的 HClO 能漂白石蕊試液。通入 E 中的氣體有 CO2，但同時又有 HCl，所以 CO2 不能使澄清石灰水變渾濁。 27． （ 15 分） 燃煤煙氣的脫硫脫硝是目前研究的熱點。 （ 1）用 CH4 催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知： ① CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= 574 kJ?mol1 ② CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= 1160 kJ?mol1 ③ H2O(g) = H2O(l) △H= 44 kJ?mol1 寫出 CH4(g)與 NO2(g)反應(yīng)生成 N2(g) 、 CO2(g)和 H2O( l ) 的熱化學方程式 。 （ 2）某科研小組研究臭氧氧化 堿吸收法同時脫除 SO2 和 NO 工藝，氧化過程反應(yīng)原 理及反應(yīng)熱、活化能數(shù)據(jù)如下： 反應(yīng)Ⅰ： NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) △H1 = kJ?mol1 Ea1 = kJ?mol1 反應(yīng)Ⅱ： SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g) △H2 = kJ?mol1 Ea2 = 58 kJ?mol1 已知該體系中臭氧發(fā)生分解反應(yīng)： 2O3(g) 3O2(g)。請回答： 其它條件不變，每次向容積為 2L的反應(yīng)器中充入含 mol NO、 mol SO2的模擬煙氣和 mol O3，改變溫度，反應(yīng)相同時間 t 后體系中 NO 和 SO2 的轉(zhuǎn)化率如圖所示： ①由圖可知相同溫度下 NO 的轉(zhuǎn)化率遠高于 SO2，結(jié)合題中數(shù)據(jù)分析其可能原因 。 ②下列說法正確的是 。 A． P 點一定為平衡狀態(tài)點 B．溫度高于 200℃后， NO 和 SO2 的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著下降、最后幾乎為零 C．其它條件不變，若縮小反應(yīng)器的容積可提高 NO 和 SO2 的轉(zhuǎn)化率 ③假設(shè) 100℃時 P、 Q 均為平衡點，此時反應(yīng)時間為 10 分鐘，發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的 10%，則體系中剩余 O3的物質(zhì)的量是 mol； NO 的平均反應(yīng)速率為 ；反應(yīng)Ⅱ在此時的平衡常數(shù)為 。 （ 3）用電化學法模擬工業(yè)處理 SO2。將硫酸工業(yè)尾氣中的 SO2 通入如圖裝置（電極均為惰性材料）進行實驗，可用于制備硫酸，同時獲得電能： ① M 極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。 ②當外電路通過 mol電子時，質(zhì)子交換膜左側(cè)的溶液質(zhì)量 （填 “增大 ”或 “減小 ”） 克。 【答案】 （ 1） CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=955 kJ/mol （ 2）①反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ，相同條件下更易發(fā)生反應(yīng) ② BC ③ (Lmin) （ 3）① SO2+2H2O2e =SO42 +4H+ ②增大 （ 2） ①反應(yīng)Ⅰ： NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) △H1 = kJ?mol1 Ea1 = kJ?mol1； 反應(yīng)Ⅱ： SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g) △H2 = kJ?mol1 Ea2 = 58 kJ?mol1，反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ，相同條件下更易發(fā)生反應(yīng)，因此相同溫度下 NO 的轉(zhuǎn)化率遠高于 SO2，故答案為：反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ，相同條件下更易發(fā)生反應(yīng)；② A．圖中曲線屬于描點法所得圖像， P 點不一定為圖像的最高點，即不一定為平衡狀態(tài)點，可能是建立平衡過程中的一點，故 A錯誤； B．根據(jù)圖像，溫度高于 200℃后， 2O3(g) 3O2(g)反應(yīng)進行程度加大，體系中的臭氧濃度減小， NO 和 SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著下降、當臭氧完全分解，則二者轉(zhuǎn)化率幾乎為零，故 B 正確； C．其它條件不變，若縮小反應(yīng)器的容積，使得 2O3(g) 3O2(g)平衡逆向移動，臭氧濃度增大，反應(yīng)Ⅰ： NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) 和反應(yīng)Ⅱ： SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g)平衡正向移動， NO 和 SO2的轉(zhuǎn)化率提高，故 C 正確；故選 BC； CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=955kJ?mol1；③反應(yīng)Ⅰ： NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g)中 NO 的轉(zhuǎn)化率為 85%，則反應(yīng)的 NO為 ，O3 為 ；反應(yīng)Ⅱ： SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g)中 SO2 的轉(zhuǎn)化率為 30%，反應(yīng)的SO2 為 ， O3 為 ， 2O3(g) 3O2(g)中發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%，為 ，則體系中剩余 O3 的物質(zhì)的量 ==； NO的平均反應(yīng)速率 = =(Lmin)；平衡是為++=，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù) = =，故答案為： ；(Lmin)； ； （ 3） ①本質(zhì)是二氧化硫、氧氣與水反應(yīng)生成硫酸， M電極為負極， N電極為正極， M電極上二氧化硫失去電子氧化生成 SO42，根據(jù)原子守恒會電荷守恒可知，有水參加反應(yīng)，有氫離子生成，電極反應(yīng)式為： SO2+2H2O2e ═SO42+4H+，故答案為： SO2+2H2O2e ═SO42+4H+；②負極反應(yīng)式為： SO2+2H2O2e ═SO42+4H+，正極反應(yīng)式為 O2 + 4e + 4H+ == 2H2O，當外電路通過 mol電子時，負極反應(yīng)的二氧化硫為 ，質(zhì)量為 ，同時有 過質(zhì)子交換膜進入右側(cè)，左側(cè)溶液質(zhì)量增大 =，故答案為：增大； 。 28．（ 14 分）工業(yè)采用氯化銨焙燒菱錳礦制備高純碳酸錳的流程如圖所示： 已知：①菱錳礦的主要成分是 MnCO3，其中含 Fe、 Ca、 Mg、 Al 等元素。 ② Al3+、 Fe3+沉淀完全的 pH 分別為 、 ， Mn2+、 Mg2+開始沉淀的 pH分別為 、 。 ③焙燒過程中主要反映為 MnCO3+2NH4Cl MnCl2+ NH3↑+CO2↑+2H2O。 （ 1）結(jié)合圖 3，分析焙燒過程中最佳的焙燒溫度、焙燒時間、分別為 、 、 。 （ 2）對浸出液凈化除雜時，需先加入 MnO2 將 Fe2+轉(zhuǎn)化為 Fe3+，再調(diào)節(jié)溶液 pH 的范圍 ，將 Fe+和 Al3+變?yōu)槌恋矶ィ缓蠹尤?NH4F 將 Ca2+、 Mg2+變?yōu)榉锍恋沓ァ? （ 3） “碳化結(jié)晶 ”步驟中，加入碳酸氫銨時反應(yīng)的離子方程式為 。 （ 4）上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是 。 （ 5）現(xiàn)用滴定法測定浸出液中 Mn2+的含量。實驗步驟：稱取 ，向其中加入稍過量的磷酸和硝酸，加熱使反應(yīng) 2Mn2++NO3+4PO43+2H+ 2[Mn(PO4)2]3+NO2+H2O ；充分進行；加入稍過量的硫酸銨，發(fā)生反應(yīng) NO2+NH4+====N2↑+2H2O 以除去 NO2；加入稀硫酸酸化，用 硫酸亞鐵銨標準溶液進行滴定，發(fā)生的反應(yīng)[Mn(PO4)2]3+Fe2+=== Mn2++ Fe3+ +2PO43；用 酸性 K2Cr2O7溶液恰好除去過量的 Fe2+。 ①酸性 K2Cr2O7 溶液與 Fe2+反應(yīng)的離子方程式為 （還原產(chǎn)物是 Cr3+）。 ②試樣中錳的質(zhì)量分數(shù)為 。 【答案】 （ 1） 500℃（ 1 分） 60min（ 1 分） （ 1 分） （ 2） ≤pH(2分 ) （ 3） 2Mn2++2HCO3 MnCO3↓ +CO2+ H2O (2 分 ) （ 4） NH4Cl(2 分 ) （ 5）①