(12分) 天然气(主要成分甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;此外天然气也是很好的燃料电池的燃料,甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题:
⑴已知H2、CO和CH4的燃烧热分别是286kJ/mol、283 kJ/mol和890 kJ/mol,则反应2CH4(g)+3O2(g)=CO(g)+H2(g)+CO2(g)+3H2O(l)的反应热△H= 。
⑵以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为: 。随着反应的不断进行溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
⑶如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为: ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为: mL。
⑷将⑶中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度比为: 。
某过氧化氢水溶液10g,氢原子和氧原子的个数比为5∶3。则
(1)该溶液中氢元素的质量为 g;
(2)该溶液中H2O2的质量分数为 ;
(3)若在MnO2催化下该溶液全部反应,可以生成O2 L(标准状况)。
现有m g X气体,X由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g•mol﹣1。若用NA表示阿伏加德罗常数的值,则:
(1)该气体的物质的量为 ;
(2)该气体中所含原子总数为 个;
(3)该气体在标准状况下的体积为 L;
(4)该气体溶于1L水中(不考虑反应),所得溶液密度为ρg•cm﹣3,溶液中X的物质的量浓度为 mol/L。
(5)已知X气体在水中易溶,通常1L水能溶解500L X气体。常温常压下将充满X气体的500mL集气瓶倒扣入足量水中,集气瓶中得到的溶液中X的物质的量浓度为 (常温常压下气体摩尔体积为Vm,不考虑集气瓶中溶液向水中扩散)。
为分离下表中的混合物,在甲组中选出所用的试剂、乙组中选出所用的主要方法,将其序号填入表中相应栏中。(若无需试剂或方法的填写“/”)
编号 |
混合物 |
试剂序号 |
方法序号 |
(1) |
硝酸钾和氯化钠的固体混合物 |
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(2) |
氯化钾和碘的混合溶液 |
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(3) |
汽油和水的混合物 |
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(4) |
乙二醇(沸点198℃)和丙三醇(沸点290℃)的混合物 |
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甲组:①水 ②氢氧化钠溶液 ③四氯化碳 ④食盐
乙组:A.结晶 B.蒸馏 C.萃取 D.分液 E.溶解
MnO2是一种重要的无机功能材料。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯净MnO2的实验,其流程如下:
请回答下列问题:
(1)第①步加稀硫酸时,粗MnO2样品中的MnO和MnCO3转化为(填化学式)_______________。
(2)第①步反应中的硫酸能否用盐酸代替?____________(填“能”或“否”),理由是____________。
(3)第②步发生反应的离子方程式为:___________________________。
(4)取17.4gMnO2与200g36.5%的浓盐酸(足量)反应,将反应后剩余的溶液用水稀释至500mL,计算稀释后溶液中Cl-的物质的量浓度(写出计算过程)。
下面是中学化学中常用的玻璃仪器组成的实验装置图(根据需要可在广口瓶中加入液体)。
下面是中学化学中常用的玻璃仪器组成的实验装置图(根据需要可在广口瓶中加入液体或在干燥管中放入固体)。
请回答下列问题:
(1)用装置A收集NH3气体,气体应从_________________(填“①”或“②”)处通入。
(2)若用装置B做二氧化硫与烧杯中氢氧化钠溶液反应的实验,则其中广口瓶能否起到防倒吸作用(填“能”或“不能”)______________________。
(3)用C来收集NO2气体,最终得不到NO2,其发生反应的化学方程式为:___________________。