氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:


(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是,在导线中电子流动方向为(用表示)。
(2)负极反应式为。
(3)电极表面镀铂粉的原因为。
(4)该电池工作时,和连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下
Ⅰ.
Ⅱ.↑
①反应Ⅰ中的还原剂是,反应Ⅱ中的氧化剂是。
②已知固体密度为0.82。用锂吸收224(标准状况),生成的体积与被吸收的体积比为。
③由②生成的与作用,放出的用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为。
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率。
请回答下列问题:
(1)氢写出Ti原子的核外电子排布式______。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭、氯气反应得到四氯化钛的化学方程式。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:。
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行,反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于℃即可。
| TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
|
| 熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
| 沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
(5)CH3OH(l)的燃烧热△H=-726.5kJ/mol,请写出甲醇燃烧的热化学方程式。以甲醇和氧气(或空气)、电解液为Li2CO3和K2CO3的熔融物组成燃料电池,该电池负极反应式为__________________。
由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g)。若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成9mol甲醇,至少需额外补充H2mol。
卤族元素的单质和化合物很多。
(1)卤素原子与氢原子形成的共价键中,极性最强键的是_____。NaF、MgF2、SiF4三种晶体的熔点从高到低的顺序是______。
(2)已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,则它按下列_____式发生。
A.CsICl2=CsCl+ICl B.CsICl2=CsI+Cl2
(3)CH3Cl、BF3、SCl2三种分子中属于极性分子的是,ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为______,写出一种与SO32-互为等电子体的分子。
(4)已知CaF2晶体(见图)的密度为ρg/cm3,NA为阿伏加德罗常数,相邻最近的两个Ca2+的核间距为a cm,则CaF2的相对分子质量可以表示为___________。
下表是几种弱电解质的电离平衡常数、难溶电解质的溶度积Ksp(25℃)。
| 电解质 |
电离方程式 |
电离常数K |
Ksp |
| H2CO3 |
H2CO3 HCO3-+H+HCO3- CO32-+H+ |
K1=4.31×10-7 K2=5.61×10-11 |
- |
| C6H5OH |
C6H5OH C6H5O-+H+ |
1.1×10-10 |
- |
| H3PO4 |
H3PO4 H2PO4-+H+H2PO4- HPO42-+H+HPO42- PO43-+H+ |
K1=7.52×10-3 K2=6.23×10-6 K1=2.20×10-13 |
- |
| NH3·H2O |
NH3·H2O OH-+NH4+ |
1.76×10-5 |
- |
| BaSO4 |
BaSO4(s) Ba2++SO42- |
- |
1.07×10-10 |
回答下列问题:
(1)写出C6H5OH与Na3PO4反应的离子方程式:_________________。
(2)25℃时,向10 mL 0. 01 mol/LC6H5OH溶液中滴加V mL 0.1 mol/L氨水,混合溶液中粒子浓度关系正确的是__________(填序号)。
a.若混合液pH>7,则V≥10
b.V=5时,2c(NH3·H2O)+2c(NH4+)=c(C6H5OH)+c(C6H5O-)
c.V=10时,混合液中水的电离程度小于0.01 mol
C6H5OH溶液中水的电离程度
d.若混合液pH<7,则c(NH4+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-)
(3)水解反应的化学平衡常数称为水解常数(用Kb表示),类比化学平衡常数的定义。25℃时,Na2CO3第一步水解反应的水解常数Kb=____mol/L。
(4)如图所示,有T1、T2不同温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线(已知BaSO4的Ksp随温度升高而增大)。
①T2____ 25℃(填“>”、“<”或“=”);
②讨论T1温度时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,下列说法正确的是____(填序号)。
a.加入Na2SO4不能使溶液由a点变为b点
b.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有BaSO4沉淀生成
c.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a、b之间的某一点(不含a、b)
d.升温可使溶液由b点变为d点
工业上综合利用黄铜矿(CuFeS2)制备净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)、铜及其化合物的工业流程如下图所示:
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若中CuFeS2铁元素的化合价为+2,1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为_______ mol。
(2)利用炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)制备高铁酸钠的方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤;
②向滤液中加入足量H2O2溶液,再加入足量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、于燥得Fe(0H)3;
③Fe(OH)3与NaClO和NaOH反应,生成高铁酸钠。
a.写出制取高铁酸钠的化学方程式:______________________;
b.验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为________________________。
(3)制备纳米氧化亚铜(Cu2O)时用铜棒和石墨做电极,饱和食盐水做电解质,电解反应为2Cu+H2O
Cu2O+H2↑。铜棒上发生的电极反应式为_________________________________________。(5)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。用NaOH溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
| n(SO32-):n(HSO3-) |
91:9 |
1:1 |
1:91 |
| pH(25℃) |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度由大到小的顺序为是________________。
工业上常用含少量SiO2、Al2O3的铬铁矿(FeO
Cr2O3)冶炼铬,简要流程如下:
(1)完成下列化学方程式(在横线填写物质的化学式及系数):
2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3
4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+______________。
(2)操作①包括过滤与洗涤,在实验室中进行洗涤沉淀的操作__________________________________。操作②可选用的装置(部分夹持装置略去)是________(填序号)
(3)写出能够完成操作③的相关反应的化学方程式:_____________________。
(4)化学需氧量(COD)可度量水遭受有机物污染的程度。在强酸并加热的条件下,用K2Cr2O7做强氧化剂处理水样,并测定消耗的K2Cr2O7的量,然后换算成相当于O2的含量称为化学需氧量(以mg/L计)。化学兴趣小组测定某水样的化学需氧量(COD)过程如下:
I.取amL水样置于锥形瓶,加入10.00mL 0.2500 mol/L的K2Cr2O7溶液;
II.……。
III.加指示剂,用c mol
的硫酸亚铁铵[ (NH4)2Fe(SO4)
]滴定,终点时消耗b mL(此步骤的目的是用Fe2+把多余的Cr2O72-转化为)Cr3+。
①I中量取K2Cr2O7溶液的仪器是_____________;
②计算该水样的化学需氧量时需用到下列关系:要除去1molCr2O72- 需消耗___molFe2+,1molCr2O72-相当于_______ molO2。