运用化学反应原理研究常见元素的单质及其化合物有重要意义。
(1)合成氨反应N2 (g)+3H2(g) 2NH3(g),△H<0。若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);使用催化剂,上述反应的△H________(填“增大” “减小” 或“不变”)。
(2)向Na2C2O4溶液加入少量石蕊,溶液显 色,请用离子方程式表示出现该现象的原因: ;
(3)pH相同的氨水和氢氧化钠,分别用蒸馏水稀释至原来溶液的100倍,则稀释后两种溶液的pH分别为m和n,则m n(选填“>”“<”“=”);
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl―NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。
(5)氢气燃烧热值高。实验测得,在常温常压下,4gH2完全燃烧生成液态水,放出571.6kJ热量,则表示H2燃烧热的热化学方程式为 。
(6)某温度(t℃)时,测得0.01mol・L-1的NaOH溶液的pH=11。在此温度下,将pH=a的H2SO4溶液VaL与pH=b的NaOH溶液VbL混合,若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb= 。
全矾液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置,其电解质溶液为VOSO4溶液,该电解质溶液可通过下列方法制取:将18.2gV2O5和30mL浓H2SO4加入到40mL水中,并在充分搅拌下在水浴上加热20min。向溶液中加水稀释至375mL,通SO2至悬浮液变成深蓝色溶液。将此溶液蒸发浓缩至原体积的五分之一,通入足量的CO2。再将溶液煮沸后,用稀释至1000mL,全矾液流电池的工作原理为VO2++H2O+V2+ +V2++2H+。
(1)通入SO2发生反应的化学方程式为。
(2)通入SO2的目的是。
(3)全矾液流电池充电时,阳极的电极反应式为。
(4)某溶液中含有VO2+、Cr2O32—,现向此溶液中滴入29.00mL0.1mol/L的FeSO4溶液,恰好使VO2+ →VO2+,Cr2O32—→ Cr3+。再滴入2.00mL,0.020mol/LKMnO2溶液,又恰好使VO2+ →VO2+,而Cr3+不变,试求溶液中Cr的质量(mg).
白炭黑(SiO2·H2O)广泛用于橡胶、涂料、印刷等行业,可用蛇纹石[主要成分为Mg(SiO10)(OH)3]来制取,其主要工艺流程如下:
(1)蛇纹石用氧化物形式可表示为。
(2)碱浸时,为提高其中硅酸盐的浸取率,除采用合适的液固比和循环浸取外,还可采用的方法有①;②(任举两种)。
(3)过滤1得到的滤液的主要成分是。
(4)沉淀时加入氯化钠溶液的作用可能是。
(5)洗涤时,如保证明产品已洗涤干净?。
I、磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
(1)磷酸钙与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1500℃生成白磷,反应为:
2Ca3(PO4)2+6SiO26CaSiO3+P4O10 10C+P4O10
P4+10CO
每生成1mol P4时,就有__________mol电子发生转移。
(2)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常用的还原剂。在维生素C(化学式C6H8O6)的水溶液中加入过量I2溶液,使维生素C完全氧化,剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定,可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为:C6H8O6+I2C6H6O6+2H++2I-2
+I2
+2I-在一定体积的某维生素C溶液中加入a mol·L-1 I2溶液V1mL,充分反应后,用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2, 消耗b mol·L-1Na2S2O3溶液V2mL。该溶液中维生素C的物质的量是___________mol。
(3)在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生如下反应:2+5
+2H+
I2+5
+H2O生成的碘可以用淀粉溶液检验,根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示:
该实验的目的是______________;表中X=__________mL
Ⅱ、稀土元素是宝贵的战略资源,我国的蕴藏量居世界首位。
(4)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解,无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是_______________________.
(5)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,Ce3+通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式:Ce3++
H2O2+
H2O
Ce(OH)4↓+
______________
如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2L的密闭容器中,充入1moleO2和3.25molH2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如右图所示:
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________
②下列措施中一定不能使CO2的转化率增大的是______________。
A.在原容器中再充入lmolCO2 |
B.在原容器中再充入1molH2 |
C.在原容器中充入lmol氦气 |
D.使用更有效的催化剂 |
E.缩小容器的容积
F.将水蒸气从体系中分离
(2)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=1.5×10-5mol/L。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3+H+的电离平衡常数K=____________。(已知:10-5.6=2.5×10-6)。
(3)标准状况下,将4.48LCO2通入200mLl.5mol/L
的NaOH溶液,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为
_______________。
(4)如图是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,则a处通入的是___________(填“甲醇”或“氧气”),其电极上发生的电极反应式为____________。
(5)已知,常温下Ksp(AgCl)=2.0×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13.向BaBr2溶液中加入AgNO3和KCl,当两种沉淀共存时,溶液中c(Br-)和c(Cl-)的比值为____________。
某校化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了下图所示的实验装置和实验方案(夹持仪器已省略),请你参与此项活动并回答相应问题。
I、探究浓硫酸的某些性质
(1)按图示的连接装置,检查装置的气密性,称量E的质量。
(2)将m g铁碳合金样品放入A中,再加入适量的浓硫酸。未点燃酒精灯前,A、B容器中均无明显现象,其原因是:___________________________________。
(3)点燃酒精灯一段时间后,A、B中可观察到明显的现象。
写出A中发生反应的化学方程式________________、____________________。
(4)反应一段时间后,从A中逸出气体的速率仍然较快,除因温度较高,反应放热外,还可能的原因是_________________________________________________。
Ⅱ、测定铁的质量分数
(5)待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重。E增重b g。则铁碳合金中铁的质量分数为_________________________(用含m、b的表达式表示)。
(6)甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、H2O进入E管使b增大。你认为改进的方法是_________________。
(7)乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实
验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因
是__________________。
(8)某同学认为上述方法较复杂,使用下图所示的装置和其他
常用实验仪器测定某些数据即可。为了快速准确的计算出铁的
质量分数,最简便的实验操作是_____________(填写代号)。
A.用排水法测定H2的体积
B.反应结束后,过滤、洗涤、干燥、称量残渣的质量
C.测定反应前后装置和药品的总质量