化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
Ⅰ (1)在298K、101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为: 。
氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验(图中所用电极均为惰性电极)。分析该装置、回答下列问题:
(2)氢氧燃料电池中,a电极为电池的是 (填“正极”或“负极”),气体M的分子式 ,a电极上发生的电极反应式为: 。
(3)若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液,电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL(密度为1.02g/mL)才能使溶液恢复至原来状态。则在此电解过程中导线上转移的电子数为 mol。(保留小数点后2位)
Ⅱ 氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是:
N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) ΔH=-92.2kJ·mol-1
(4)下列事实中,不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是 。
① N2、H2、NH3的体积分数不再改变;
② 单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2;
③ 单位时间内生成3n mol N—H键的同时生成n mol N≡N;
④ 用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2;
⑤ 混合气体的平均摩尔质量不再改变;
⑥ 混合气体的总物质的量不再改变。
(5)已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应,测得如下数据:
根据表中数据计算:
①反应进行到2小时时放出的热量为 kJ。
②0~1小时内N2的平均反应速率 mol·L-1·h-1。
③此条件下该反应的化学平衡常数K== (保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1 mol,化学平衡向 方向移动(填“正反应”或“逆反应”或“不移动”。)
将CaCl2投入过氧化氢(H2O2)溶液中,并通入适量气体,可得到CaO2·8H2O白色沉淀。
已知:①CaO2·8H2O属微溶性化合物;
②过氧化物受热或在强酸性条件下比较容易分解;
③由于大量水分子参与结晶,该反应放热;
④H2O2具有微弱的酸性,CaO2可看作它对应的一种盐。
(1)制取上述过氧化钙晶体的反应条件应包括____(选择填空)
a.适当低温b.高温c.强酸性 d.反应物浓度足够高
(2)通入的气体是______。
(3)写出该反应的化学方程式_______________。
(4)产物被滤出后用蒸馏水淋洗。如何确定“洗净”?_________________
FeSO4是一种精细化工产品,可用于治疗缺铁性贫血、制革、木材防腐等。制备步骤:①将3mol·L-1硫酸加入铁粉里,微热,搅拌使其充分反应;②趁热过滤;③在50℃左右蒸发、结晶,得到晶体——绿矾(FeSO4·7H2O)。回答下列问题:
(1)制备FeSO4溶液时一般不用较浓硫酸而用3mol·L-1硫酸的原因是___________,反应时要求铁粉过量的理由是__________。
(2)检验步骤①所得溶液中金属阳离子的方法是_________。
(3)步骤②趁热过滤的原因是__________。
(4)在空气中加热绿矾,固体质量与温度变化曲线如下图:
a曲线对应的反应化学方程式为____________。
c曲线对应的物质化学式为_________。
2014年7月1日起,国家卫计委决定禁止使用硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝铵等含铝元素的物质作为馒头、发糕等膨化食品添加剂。目前使用的无铝泡打粉的成分为小苏打、磷酸二氢钠、碳酸钙等。回答下列问题:
(1)长期食用含铝元素的食品,铝元素会在体内积累,造成毒害。有一泡打粉样品,判断是否含铝元素的实验方法是:___________。
(2)写出磷酸二氢钠在水中的电离方程式:_________。
(3)磷酸二氢钠制备流程如下:
①写出磷酸二氢钙与硫酸钠溶液反应的离子方程式:________________
②操作a的名称为:__________,固体c的成份为:________________
在进行操作a前需控制pH约4-5,若pH过高,得到的产物中可能有:_________(填化学式)
③实验时取46.8g磷酸二氢钙,最终得到59.3g NaH2PO4·2H2O,该实验的产率是:_______
为探究Fe(NO3)2等硝酸盐热分解产物和产物的性质,某化学小组开展如下探究性学习:
【查阅资料】金属活泼性不同,其硝酸盐分解产物不同
(1)K→Na活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气;
(2)Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO2和O2;
(3)Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO2和O2。
2KNO32KNO2↑+O2↑ 2Cu(NO3)2
2CuO+4NO2↑+O2↑
2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
I:【实验一】探究Fe(NO3)2热分解固体产物中Fe元素的价态。该小组甲同学将其溶于足量的稀H2SO4得到相应两份溶液,进行以下探究实验。①向一份溶液中滴入少量KSCN溶液;②少量稀酸性KMnO4溶液中滴入另一份溶液。现象:①溶液变红色;②溶液变红色。
(1)则Fe(NO3)2分解的化学方程式是 。
II:【实验二】探究Fe(NO3)2热分解气体产物的性质。小组乙、丙同学进行了如下图所示的实验(收集时操作恰当,几乎没有空气)
实验步骤:①连接仪器;②检查装置气密性;③取一定质量Fe(NO3)2装于大试管,并重新连接好仪器;④加热;⑤……
(2)乙同学使用A装置收集气体,恰好收集到54mL红棕色气体,要从水槽中取出量筒,乙同学的正确操作方法是 。
(3)丙同学取等质量Fe(NO3)2的在同样条件下热分解,用B装置收集气体产物,可收集到气体_____mL。
III:【实验三】探究固体混合物的组成和特征
(4)小组丁同学取KNO3、 Cu(NO3)2、 Fe(NO3)2混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体,则KNO3、Cu(NO3)2、 Fe(NO3)2物质的量之比可能为____________。
A.1∶2∶2 | B.2∶1∶3 | C.1∶2∶3 | D.3∶8∶5 |
(5)取0.6mol由KNO3、 Cu(NO3)2、 Fe(NO3)3按等物质的量之比混合而成的粉末溶于100mL 3mol/L的稀硫酸中,再向溶液中加入足量的铜粉,则最多可溶解铜粉质量为_________
某同学用图示装置进行铁与稀硝酸反应的实验并进行相关的实验探究。(共计13分)
实验步骤:
a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液,将盛有一定质量的
纯铁粉的小烧杯放入瓶中。
b.关闭止水夹,点燃红磷,伸入瓶中,塞好橡胶塞。
c.待红磷充分燃烧,一段时间后打开分液漏斗旋塞,向小
烧杯中滴入一定量的4mol/L的稀硝酸,铁粉完全溶解。
(一)气体产物成分探究
(1)实验前如何检查该装置的气密性?
(2)燃烧红磷的目的是
(3)为证明气体产物为NO,步骤c后还缺少的一步主要操作是 。
(二)产物中铁元素价态探究
(1)提出合理假设
假设1:产物中只有+2价铁元素;假设2: ;
假设3:产物中既有+2价铁元素,又有+3价铁元素.
(2)设计实验方案,证明假设1成立(写出实验操作步骤、现象和结论): 。
(三)问题讨论
(1)广口瓶中热NaOH溶液的主要作用是 。
(2)若假设3成立,且所得溶液中n(Fe2+)︰n(Fe3+)=3︰1时,则相应反应的离子方程式为 。