2.1化学反应速率同步练习
姓名 班级
一、选择题
1.在敞口容器中进行反应,下列措施一定能加快生成速率的是
A.升温 B.改固体块状为粉末状 C.加水 D.加
2.H2与ICl的反应分两步完成,其能量曲线如图所示。
反应①:
反应②:
下列有关说法不正确的是
A.反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量
B.使用催化剂可以改变反应历程,从而改变总反应的反应热
C.
D.反应①的
3.科学家在水煤气变换[]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下(图中 代表):
下列说法正确的是
A.过程I、过程Ⅱ均为放热过程
B.过程I、过程Ⅱ均有氢氧根离子生成,过程Ⅲ有三种分子生成
C.使用催化剂,降低了水煤气变换反应的△H
D.图示过程中的H2O分子均参与了反应过程
4.石油化工中可利用丙烷与氧气反应制取防水卷材丙纶的生产原料丙烯,若反应中加入NO气体,速率明显加快,其反应历程和机理可简单表示如图。已知:异丙基的稳定性强于正丙基。下列有关说法不正确的是
A.HONO为中间产物,其对应的酸酐是N2O3
B.增大NO物质的量浓度,可以提高丙烷的平衡转化率
C.物质状态和反应式计量数相同,丙烷与氧气生成丙烯的焓变是恒量
D.异丙基[(CH3)2CH ]转化为正丙基[CH3CH2CH2 ]的焓变大于0
5.挥发性有机物(VOCs)对环境易造成污染,VOCs催化燃烧处理技术具有净化率高、燃烧温度低、无明火、不会有NOx等二次污染物产生等优点,图甲是VOCs处理过程中固体催化剂的催化原理,图乙是反应过程中的能量变化图,下列叙述正确的是
A.图甲中固体催化剂可改变该反应的焓变
B.图乙中曲线Ⅰ使用了固体催化剂,反应活化能降低
C.图甲中固体催化剂表面既有化学键断裂,也有化学键形成
D.VOCs催化氧化过程中所有反应均为放热反应
6.如图所示为CFCl3破坏臭氧层的过程,下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ中断裂C—Cl键 B.过程Ⅱ可表示为O3+Cl=ClO+O2
C.过程Ⅲ中O+O=O2是吸热过程 D.上述过程说明CFCl3中的氯原子是破坏臭氧层的催化剂
7.我国科学家合成了一种新型Au15/MoC材料,实现了低温催化水煤气变换。反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注,TS指过渡态。下列有关说法不正确的是
A.新型Au15/MoC材料能实现低温催化水煤气变换主要原因是大幅度降低了活化能
B.如果换作铜系催化剂,题述反应的焓变会发生改变
C.该历程中制约反应速率的方程式为CO*+2H2O*→CO*+H2O*+OH*+H*
D.该过程有极性键的断裂和生成
8.将和混合于的密闭容器中,发生如下反应:,反应,测得的浓度为,以表示的平均反应速率,下列说法正确的是
A.以表示的平均反应速率为
B.后,向容器中再添加,会使反应速率加快
C.该反应方程式中,
D.时,的物质的量为
9.某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)2Z(g);ΔH<0。下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中错误的是
A.t2时加入了催化剂
B.t3时减小反应物浓度
C.t3时降低压强
D.t5时升高温度
10.不同含金催化剂催化乙烯加氢的反应历程如图所示[已知反应:]。下列说法错误的是
A.和的键能之和比的键能大
B.
C.催化剂的催化效果较好
D.稳定性:过渡态1<过渡态2
11.图示与对应的叙述相符的是
A B C D
探究反应物接触面积对反应速率的影响 在铁制品上镀铜 氯化铵与氢氧化钡晶体均匀混合时的能量变化 利用外加电流阴极保护法保护钢闸门不被腐蚀
A.A B.B C.C D.D
12.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T°C时(各物质均为气态),CH3OH与H2O在铜催化剂上的反应机理和能量变化如图。
下列说法错误的是
A.反应
B.反应Ⅱ的热化学方程式表示为
C.选择合适的催化剂可降低反应I和反应Ⅱ的活化能
D.1 molCH3OH(g)和1 molH2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量
13.在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示,研究发现:其他条件不变时,可以用HCOOK溶液代替HCOOH获得H2。下列说法正确的是
A.HCOOD催化释氢反应除生成CO2外,还生成H2、HD、D2
B.用HCOOK溶液代替HCOOH可以提高释放氢气的速率和氢气的纯度
C.A、B、C均为该反应过程中的中间产物
D.该过程破坏了极性键和非极性键
14.继人工合成淀粉后,我国科学家将二氧化碳高效还原合成高浓度乙酸,其反应路径如图所示。下列说法正确的是
A.为反应的中间产物
B.第4步反应的氧化剂是
C.反应过程中碳元素的化合价始终不变
D.催化循环的总反应为
15.含、、的溶液中反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.由图可知氧化性:
B.反应过程中包含两个基元反应
C.该反应可表示为:
D.若不加Fe3+,正反应的活化能比逆反应的小
二、实验题
16.某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验:
实验序号 实验温度/K 溶液颜色褪至无色所需时间/s
酸性溶液 溶液
A 293 2 0.02 4 0.1 0
B 2 0.02 3 0.1 8
C 313 2 0.02 0.1 1
(1)通过实验A、B,可探究出 (填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中 、 ,通过实验 (填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响,其中 。
(2)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4,每消耗1molH2C2O4转移 mol电子,为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为:n(H2C2O4):n(KMnO4)≥ 。
(3)若,则由此实验可以得出的结论是 。忽略溶液体积的变化,利用实验B中0~8s内,用的浓度变化表示的反应速率 。
(4)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中随时间的变化情况如图所示,并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对与草酸之间的反应有某种特殊作用,则该作用是 。设计实验证明,分别取等体积等浓度的和混合,平均分成两份,一份中不加任何试剂,一份加入少量固体,观察到两溶液都没有褪色,原因是: 。
17.某化学小组制取氯酸钾并进行有关探究实验。
I.制取氯酸钾
利用如图所示的实验装置进行实验。回答下列问题:
(1)装置C中盛装NaOH溶液仪器的名称是 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(3)若装置B中加热温度过低,所得主要氧化产物为 (填化学式)。已知氯酸钾和氯化钾的溶解度曲线如图所示,反应结束后,从装置B所得溶液中提取氯酸钾晶体的实验操作是 、 、过滤、干燥。
II.探究氯酸钾与碘化钾的反应
(4)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。室温下,该小组设计了系列实验研究硫酸浓度对反应产物的影响,实验记录如下表:
试管编号 1 2 3 4
0.20mol·L-1KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0
KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10
6.0mol·L-1H2SO4/mL 0 3.0 x 9.0
蒸馏水/mL 9.0 6.0 4.0 0
取少量反应后溶液滴加淀粉溶液 无现象 变蓝 变蓝 无现象
①3号试管实验中x的值为 ;1号试管实验的作用是 。
②假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,2号试管中主要反应的离子方程式为 。
③由该系列实验可得出的结论是 。
三、原理综合题
18.氮氧化物污染指数是衡量空气质量的重要标准,氮氧化物的治理刻不容缓。回答下列问题:
(1)已知:① ΔH1
② ΔH2
③ ΔH3
则的ΔH= 。
(2)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为 ΔH<0。其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,经过相同时间,NO转化率与温度的关系如下图。
①工业上选择催化剂 (填“甲”或“乙”)。
②在催化剂甲作用下,图中M点NO的转化率 (填“是”或“不是”)该温度下的平衡转化率。高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是 。
(3)近年来,地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的NO,其工作原理如下图所示。
①导电基体Pt颗粒上NO发生的电极反应式为 。
②在单原子铜、铂催化作用下,H2转化NO为N2的过程可描述为 。
四、工业流程题
19.钴(27Co)的常见化合价有+2、+3等,对应的化合物性质也各有差异。
(1)利用钴渣(主要含金属钴,还含有铜、铁等金属)可富集结,流程如下:
①“氧化除铁”的化学反应方程式为 。
②S2O的结构如图1所示,用“口”标识出S2O中体现强氧化性的基团: 。
(2)六氨合钴(化学式:[Co(NH3)6]Cl2)溶液可用于脱除烟气中的NO,用活性炭作催化剂、水作还原剂可实现[Co(NH3)6]2+的再生,维持溶液脱除NO的能力,可能机理如图2所示。
已知:活性炭表面既有大量的酸性基团,又有大量的碱性基团。溶液的pH对活性炭表面所带电荷有影响。pH>6.5时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<3.5时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。
①由步骤(ⅱ)可知活性炭表面有大量的 (填“酸性”"或“碱性”)基团。
②写出步骤(iii)的离子反应方程式: 。
③一定温度下,pH对再生反应的影响如图3所示。pH过小或过大时,[Co(NH3)6]2+的转化率均比较小的原因是 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.B
【详解】A.升高温度,双氧水分解,反应速率不一定加快,故A错误;
B.改固体块状为粉末状,可增大接触面积,加快反应速率,故B正确;
C.加水,过氧化氢的浓度减小,生成NO的反应速率减小,故C错误;
D.加二氧化锰可催化过氧化氢的分解,生成NO的反应速率减小,故D错误;
故选:B。
2.B
【详解】A.由图像可知,反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量,A正确;
B.使用催化剂可以降低反应的活化能、改变反应历程,但总反应的反应热等于生成物的总能量-反应物的总能量,与反应途径无关,故催化剂不能改变总反应的反应热,B错误;
C.反应①和②总的能量变化为218 kJ,并且是放热反应,所以H2(g)+2ICl(g) =I2(g)+2HCl(g)ΔH=-218 kJ·mol-1,C正确;
D.反应①的ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能=E1-E2,D正确;
故选B。
3.D
【详解】A.过程Ⅰ、过程Ⅱ涉及O-H键的断裂,该过程为吸热过程,为吸热过程,故A错误;
B.过程Ⅰ、过程Ⅱ涉及O-H键的断裂,生成了氢原子和氢氧自由基,而不是氢氧根,故B错误;
C.催化剂不能改变反应的始态和终态,不能改变反应的焓变ΔH,故C错误;
D.根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂,过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂的过程,过程Ⅲ中形成了水分子,因此H2O均参与了反应过程,故D正确;
故选D。
4.B
【详解】A.HONO代表亚硝酸,亚硝酸为弱酸,其对应的酸酐为N2O3,故A正确;
B.由图可知NO在该反应中作催化剂,增大其浓度只能加快反应速率,对平衡无影响,不改变丙烷转化率,故B错误;
C.物质状态和反应式计量数相同,反应物和生成物的能量差为定值,则焓变为恒量,故C正确;
D.异丙基的稳定性强于正丙基,而物质能量越低越稳定,则异丙基比正丙基能量低,异丙基转化为正丙基的过程吸收能量,焓变大于0,故D正确;
故选:B。
5.C
【详解】A.催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,故A错误;
B.图乙中曲线I的活化能比曲线Ⅱ的活化能高,使用催化剂时,活化能降低,故曲线Ⅱ为使用催化剂的能量变化曲线,故B错误;
C.催化剂表面反应物发生化学反应,反应过程中,既有化学键的断裂,也有化学键的形成,故C正确;
D.由图乙可知,使用催化剂后的反应过程中有中间产物生成,其中反应物转化为中间产物的反应中,反应物的总能量比中间产物的总能量低,故该反应为吸热反应,故D错误;
答案选C。
6.C
【详解】A.由题干反应历程图信息可知,过程Ⅰ为CFCl3CFCl2+Cl,则断裂极性键C-C1键,A正确;
B.由题干反应历程图信息可知,过程Ⅱ可用方程式表示为O3+Cl=ClO+O2,B正确;
C.过程Ⅲ中O+O=O2,此过程为化学键的形成过程,是放热过程,C错误;
D.由题干反应历程图信息可知,上述过程说明CFCl3中的氯原子是破坏臭氧层的催化剂,D正确;
答案选C。
7.B
【详解】A.催化剂可以降低活化能而加快反应速率,A正确;
B.催化剂不会改变反应的焓变,B错误;
C.根据如图所示,过程CO*+2H2O*→CO*+H2O*+OH*+H*活化能最大,反应速率最慢,决定该反应的反应速率,C正确;
D.该过程,有极性键的断裂和生成,D正确;
故选B。
8.C
【详解】A.B为固体,没有浓度变化量,不能用表示该反应的反应速率,故A错误;
B.B为固体,加入B,没有浓度变化,则反应速率不变,故B错误;
C.反应5min,测得D的浓度为0.5mol/L,即D的浓度变化量为0.5mol/L;C表示的平均反应速率v(C)=0.1mol/(L min),则C的浓度变化量为0.1mol/(L min)×5min=0.5mol/L,根据以上计算可得,△c(C)=△c(D),根据反应计量系数比等于浓度变化量之比,则0.5:0.5=x:2,解得x=2,故C正确;
D.结合上述分析,列三段式:,由此可知,5min时A物质的量为0.25mol/L×2=0.5mol,故D错误;
故选:C。
9.B
【详解】A.t2时,正反应速率和逆反应速率都同等程度增大,平衡不发生移动,则改变的外界条件是加入了催化剂,A正确;
B.t3时,正、逆反应速率都减小,但平衡逆向移动,则应为减小压强,若为减小反应物浓度,则改变条件的瞬间,逆反应速率不变,与图像信息不相符,B错误;
C.由B选项中的分析可知,t3时改变的外界条件是降低压强,C正确;
D.t5时,正、逆反应速率都增大,且平衡逆向移动,所以改变的外界条件是升高温度,D正确;
故选B。
10.A
【详解】A.由反应历程图可知,反应的焓变值为,反应为放热反应,,则和的键能之和比的键能小,A错误;
B.由反应历程图可知,反应的焓变值为,则a=-129.6,B正确;
C.由反应历程图可知,使用催化剂,最大活化能更低,则催化剂的催化效果较好,C正确;
D.物质的能量越低越稳定,过渡态2的能量比过渡态1更低,则稳定性为过渡态1<过渡态2,D正确;
故选A。
11.D
【详解】A.碳酸钙与酸的接触面积不同、10%稀硫酸和10%稀盐酸中H+的浓度不相同,有两个变量,不能探究反应物接触面积对反应速率的影响,A项不相符;
B.在铁制品上镀铜时应用铜片作阳极(与直流电源的正极相连)、待镀铁制品作阴极(与直流电源的负极相连),B项不相符;
C.氯化铵与氢氧化钡晶体均匀混合时发生的反应为吸热反应,反应物的焓小于产物的焓, H>0,C项不相符;
D.外加电流阴极保护法防止钢闸门被腐蚀时,钢闸门作阴极,与直流电源的负极相连,D项相符;
答案选D。
12.D
【详解】A.该反应是气体分子数增大的反应,则总反应CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)有熵增的趋势,即ΔS>0,A正确;
B.由图可知,反应Ⅱ的反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,则反应Ⅱ的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH<0,B正确;
C.选择合适的催化剂可降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,可加快反应速率,C正确;
D.由图可知,该反应为吸热反应,则1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量,D错误;
故答案为:D。
13.B
【详解】A.根据图示可得HCOOH中的两个H结合产生H2,则HCOOD除生成CO2外,还生成HD,故A错误;
B.HCOOK是强电解质更容易产生HCOO-和K+,更快的产生KH,KH与水反应生成H2和KOH,KOH可吸收掉CO2,使生成的氢气纯度更高,故B正确;
C.由图示可得HCOOH分解经历了三步历程,物质A是先消耗再生成,属于催化剂,物质B、C物质开始没有,先发生反应产生,然后又消耗,属于中间产物,故C错误;
D.根据图示可知:在催化剂催化过程中发生了共价键的断裂和形成,但是没有非极性键的断裂,故D错误;
故选:B。
14.B
【详解】A.根据图示,CH3OH、CO2、H2反应生成CH3COOH和H2O,催化循环的总反应为总反应为,H2是反应物,不是中间产物,故A错误;
B.第4步反应中,CH3COORh*I与H2反应,H2是还原剂,所以氧化剂是CH3COORh*I,故B正确;
C.根据总反应中C的化合价由-2价、+4价变为0价,则碳元素的化合价发生变化,故C错误;
D.根据图示,CH3OH、CO2、H2反应生成CH3COOH和H2O,催化循环的总反应为总反应为,故D错误。
答案选B。
15.A
【详解】A.氧化剂氧化性大于氧化产物,由图示第二步反应可知,氧化性:Fe3+B.由图示可知该过程包括S2O(aq)+2I-(aq)+2Fe3+(aq)S2O(aq)+I2(aq)+2Fe2+(aq)和S2O(aq)+I2(aq)+2Fe2+(aq)2SO(aq)+2Fe3+(aq)+I2(aq)两个基元反应,B正确;
C.综合两个基元反应可以得出总反应:S2O(aq)+2I-(aq)2SO(aq)+I2(aq),C正确;
D.铁离子为催化剂,降低了反应的活化能,加快了反应速率,但是不改变反应焓变;由图可知,反应为放热反应,若不加Fe3+,正反应的活化能仍比逆反应的小,D正确;
故选A。
16.(1) 浓度 1 293 BC 3
(2) 2 2.5:1
(3) 其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率加快 8.3×10-4mol·L-1·s-1
(4) 催化作用 H2C2O4不足或KMnO4过量
【详解】(1)依题可知,通过实验A、B,可探究出浓度的改变对反应速率的影响,则据控制变量法可知,只改变H2C2O4溶液的浓度,其他条件不变,故A、B中温度和溶液的总体积应相同,即T1=293,而根据A组实验知溶液总体积为6mL,所以V=1mL;对照实验B、C可知,其只改变了实验的温度,其他条件都相同,所以通过实验B、C可探究出温度变化对化学反应速率的影响;B、C温度不同,要探究出温度变化对化学反应速率的影响,其余条件相同,则V2=6mL-2mL-1mL=3mL。
(2)H2C2O4中C元素的化合价为+3价,转化为CO2中碳元素为+4价,所以每消耗1molH2C2O4转移2mol电子;H2C2O4与KMnO4的反应为:,为了观察到紫色褪去,需让KMnO4少量,则H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为:n(H2C2O4):n(KMnO4)≥5:2=2.5:1
(3)若,则由此实验可以得出的结论是:其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;根据实验B中数据可知,高锰酸钾完全反应需要的时间为8s,高锰酸钾的物质的量为0.02mol/L×0.002L=0.00004mol,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为,则用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为。
(4)上述实验过程中n(Mn2+)随时间迅速升高,可推断造成n(Mn2+)突变的可能的原因是:生成的Mn2+对反应有催化作用,使得反应速率加快;高锰酸钾溶液显示紫红色,如果过量的话,溶液会有颜色,故观察到两溶液都没有褪色,原因是:H2C2O4不足或KMnO4过量。
17.(1)锥形瓶
(2)4HCl(浓)+MnO22H2O+MnCl2+Cl2↑
(3) KClO 蒸发浓缩 冷却结晶
(4) 5.0或5 硫酸浓度为0的对照实验 +6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O KClO3在弱酸环境下可将KI氧化为I2,在强酸环境下可将KI氧化为KIO3
【分析】实验室用Cl2与KOH发生反应制取氯酸钾时,先用装置A制取Cl2,再将Cl2通入用水浴加热的30%KOH溶液中,尾气中的氯气用NaOH溶液吸收,制得的KClO3通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥获得。
【详解】(1)装置C中盛装NaOH溶液仪器的名称是锥形瓶;
(2)装置A中,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制得Cl2,发生反应的化学方程式为:4HCl(浓)+MnO22H2O+MnCl2+Cl2↑;
(3)若装置B中加热温度过低,仍获得常温下的反应产物,所得主要氧化产物为KClO。从溶解度曲线可以看出,氯酸钾的溶解度随温度升高而迅速增大,氯化钾的溶解度受温度的影响不大,则反应结束后,从装置B所得溶液中提取氯酸钾晶体的实验操作是:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥;
(4)①比较四支试管内溶液的体积,可以发生,溶液的总体积相同,都为9mL,则3号试管实验中x的值为5.0或5;1号试管没有加入6.0mol·L-1H2SO4,则实验的作用是:硫酸浓度为0的对照实验;
②假设氧化产物唯一,则为I2,还原产物为KCl,2号试管中主要反应的离子方程式为:+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O;
③由该系列实验显示,没有硫酸加入时,不发生反应,硫酸加入3.0mL、5.0mL时,生成I2,硫酸加入9.0mL时,生成KIO3,则可得出的结论是:KClO3在弱酸环境下可将KI氧化为I2,在强酸环境下可将KI氧化为KIO3。
【点睛】四组实验中,若溶液的总体积不同,KClO3与KI的浓度也不相同。
18.(1)
(2) 乙 不是 高于210℃时,催化剂活性降低
(3) 液体中,H2在负极铂电极表面失电子,NO在正极铜电极、铂电极表面得电子由NO转化为NO进而转化为N2O;生成的N2O气体在铱(Ir)的催化作用下与H2反应,其得电子,最终转化为N2
【详解】(1)根据盖斯定律,反应③-②+①可得,ΔH=;
(2)①由图可知,催化剂乙可以在较低温度就具有较高的催化效率,故选择催化剂乙,故答案为:乙;
②催化剂只影响化学反应速率,不影响平衡移动,故M点NO的转化率是该温度下的平衡转化率;催化剂的使用有一定的适宜温度,温度升高,催化剂活性降低,故NO转化率降低,故答案为:不是;高于210℃时,催化剂活性降低;
(3)①由图可知,在Pt颗粒表面,转化为铵根,发生的电极反应式为;
②在单原子铜、铂催化作用下,H2转化为N2的过程为:液体中,H2在负极铂电极表面失电子,在正极铜电极、铂电极表面得电子由转化为NO进而转化为N2O;生成的N2O气体在铱(Ir)的催化作用下与H2反应,其得电子,最终转化为N2。
19.(1)
(2) 酸性 由于pH越低,活性炭表面所带正电荷越多,与[Co(NH3)6]2+静电斥力增加,不利于[Co(NH3)6]2+的催化还原,因此当时pH<3.5时,[Co(NH3)6]2+的转化率随pH的减小而降低;由于pH增加,[Co(NH3)6]2+的解离受到抑制,不利于[Co(NH3)6]2+的催化还原,所以当pH>6.5时,[Co(NH3)6]2+的转化率随pH的增大而降低
【分析】钴渣加入硫酸酸浸后滤液加入过氧化氢、氢氧化钠除去铁,滤液加入Na2S2O8、氢氧化钠将钴转化为氢氧化钴沉淀;
【详解】(1)①“氧化除铁”的化学反应在过氧化氢条件下将二价铁氧化为三价铁和氢氧化钠生成氢氧化铁沉淀除去,方程式为。
②由图可知,S2O的结构中具有氧化性的基团为过氧根:;
(2)①由步骤(ⅱ)可知有Co3+产生,所以活性炭表面有大量的酸性基团;
②步骤(ⅲ)中Co3+被还原为Co2+,同时生成氧气和氢离子,反应的离子反应方程式为。
③由于pH越低,活性炭表面所带正电荷越多,与[Co(NH3)6]2+静电斥力增加,不利于[Co(NH3)6]2+的催化还原,因此当时pH<3.5时,[Co(NH3)6]2+的转化率随pH的减小而降低;由于pH增加,[Co(NH3)6]2+的解离受到抑制,不利于[Co(NH3)6]2+的催化还原,所以当pH>6.5时,[Co(NH3)6]2+的转化率随pH的增大而降低。故一定温度下,pH过小或过大时,[Co(NH3)6]2+的转化率均比较小。
答案第1页,共2页
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