电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的实验现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 。检验该电极反应产物的方法是 。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是 ,电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ,电极反应式为 。
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
(3)若要在铁制品表面镀上一层银,则可选用 溶液为电解液,
①X电极的材料是 ,电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ,电极反应式为 。
如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池负极反应式是 ;
(2)石墨(C)极的电极反应式为 ;
(3)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为________L ,丙装置中阴极析出铜的质量为________g ;
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。
若用于制漂白液,a为电池的________极,电解质溶液最好用________;若用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠作电解质溶液,阳极选用________作电极。
短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如图所示,其中W的氧化物是酸雨形成的主要物质。
(1)写出W的原子结构示意图: 。
(2)将足量X的最高价氧化物通入含Y元素的阴离子溶液中。反应的离子方程式为 。
(3)已知:①X(s) + O2(g) =XO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(g)ΔH=-242.0 kJ·mol-1
③XH4(g) + 2O2(g) =XO2(g) + 2H2O(g) ΔH=-802.0 kJ·mol-1
则XH4气体分解成氢气和X固体的热化学方程式为 。
(4)ZO是由单质X和ZO2反应制取单质Z的中间产物。隔绝空气时,ZO与NaOH溶液反应(产物含有一种固体单质和一种钠盐)的化学方程式为_______________。
(5)利用原电池原理,可用W的一种氧化物、O2和H2O来制备W的最高价氧化物对应水化物。写出该电池负极反应式___________。
(6)将W的气态氢化物通入一定量的NaOH溶液中,在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,生成气体与HCl的物质的量的关系如图所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。
①O点溶液中所含溶质的化学式为____________。
②a点溶液中,c(Na+): c(Cl-)=_______________。
软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下:
已知:Fe3+、Al3+、Mn2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、10.4、12.4;温度高于27℃时,MnSO4的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为________。
(2)“浸出”过程中Fe2O3转化为Fe3+和Fe2+,相关反应的离子方程式为________。
(3)“滤渣1”的主要成分是__________,“调pH至5~6”所加的试剂是_________(填“石灰水”或“稀硫酸”)。
(4)根据下表数据,选择“第2步除杂”所加的物质A(由一种阳离子和一种阴离子组成),物质A的化学式为________。
![]() Ksp ![]() 阳离子 |
CO32- |
F- |
OH- |
Ca2+ |
5.0×10-9 |
1.5×10-10 |
4.7×10-6 |
Mg2+ |
3.8×10-6 |
7.4×10-11 |
5.6×10-12 |
Mn2+ |
2.2×10-11 |
5.3×10-3 |
2.1×10-13 |
Zn2+ |
1.2×10-10 |
3.0×10-2 |
6.9×10-17 |
(5)采用“趁热过滤”操作的原因是________。
氨的合成是最重要的化工生产之一。
I.工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:
①用焦炭跟水反应:C(s)+ H2O(g) CO(g)+ H2(g);
②用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+ H2O(g)CO (g)+ 3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图,则方法②中反应的ΔH=_____________。
Ⅱ.在3个1L的密闭容器中,同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:
3H2(g)+ N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,反应达到平衡时有关数据为:
容 器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
3 mol H2、2 mol N2 |
6 mol H2、4mol N2 |
2 mol NH3 |
达到平衡的时间(min) |
t |
5 |
8 |
平衡时N2的浓度(mol·L-1) |
c1 |
3 |
|
N2的体积分数 |
ω1 |
ω2 |
ω3 |
混合气体密度(g·L-1) |
ρ1 |
ρ2 |
(1)下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)甲容器中达到平衡所需要的时间t 5min (填>、<或=)
(3)乙中从反应开始到平衡时N2的平均反应速率 (注明单位)。
(4)分析上表数据,下列关系正确的是________。
a.2c1=3mol/Lb.ω1=ω2 c.2ρ1=ρ2
(5)该温度下,容器乙中,该反应的平衡常数K=____ __(用分数表示)(mol/L)-2。
α,β不饱和化合物在有机合成中有着广泛的用途。反应①是合成α,β不饱和化合物的常见的方法。
反应①:
(1)化合物Ⅲ的分子中含氧官能团的名称为 ,1mol化合物Ⅰ完全燃烧消耗 molO2。
(2)下列说法中不正确的是 。
A.反应①属于取代反应 |
B.1mol化合物Ⅰ、Ⅲ与氢气完全加成均需要4mol氢气 |
C.化合物Ⅰ、Ⅲ均能与NaHCO3溶液反应 |
D.化合物Ⅲ与Br2既能发生取代反应,也能发生加成反应 |
(3)化合物Ⅳ可以通过化合物Ⅲ在一定条件下发生分子内的酯化得到;请写出该反应的化学方程式(注明必要的条件) 。
(4)符合下列条件的化合物Ⅳ的同分异构体有____种;
①遇氯化铁溶液显紫色;
②能发生银镜反应;
③苯环上只有三个取代基
(5)化合物是由化合物Ⅴ与化合物Ⅱ发生类似反应①的反应得到的,则化合物Ⅴ的结构简式为 。在工业上化合物Ⅱ可以通过CH3CHO在一定条件下与氧气反应制得,在反应中除了生成化合物Ⅱ以外还有水生成,则该反应的化学反应方程式为 。