某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质,装置如下图所示(A装置未画出),其中A为气体发生装置。A中所用试剂,从下列固体物质中选取:
a. NH4HCO3 b. NH4Cl c. Ca(OH)2 d. NaOH
检查装置气密性后,先将C处铂丝网加热至红热,再将A处产生的气体通过B装置片 刻后,撤去C处酒精灯。部分实验现象如下:铂丝继续保持红热,F处铜片逐渐溶解。
(1)实验室制取A中气体时若只用一种试剂,该试剂是 (填代表备选试剂的字母);此时A中主要的玻璃仪器有 (填名称)。
(2)A中产生的物质被B中Na2O2充分吸收,写出任意一个B中发生反应的化学方程式: 。
(3)对于C中发生的可逆反应,下列说法正确的 。
a. 增大一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率
b. 工业上进行该反应时,可采取高压的条件提高反应物转化率
c. 该反应在一定条件下达到平衡时,反应物的平衡浓度之比一定是4:5
d. 使用铂丝网可以使正反应速率增大,同时也增大逆反应速率
(4)请在图坐标中画出C装置中反应发生过程中的能量变化示意图(具体能量数值不用
标出),并在虚线上分别标出反应物和生成物的化学式。
(5)待实验结束后,将B中固体混合物溶于500 mL 1 mol·L-1的盐酸中,产生无色混合气体甲,溶液呈中性,则实验前B中原有Na2O2的物质的量是 mol,甲在标准状况下体积为 L(忽略气体溶解)。
在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用下图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式:____________。
(2)填写表中空格:(请在答题卡上填空)
仪器 |
加入试剂 |
加入该试剂的目的 |
B |
饱和NaHCO3溶液 |
|
C |
||
D |
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:。
(4)试管F中收集满气体后,下一步实验操作是:。
在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。 请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的化学方程式,其中氧化剂是,还原剂是。8.4g铁粉参加反应,转移电子mol。
(2)玻璃管中石棉绒的作用是,实验开始时应先点燃,实验结束时应先熄灭。
(3)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是;烧瓶底部应事先放置,其作用是。
如图,E为沾有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。A,B分别为Pt片,压在滤纸两端,R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni的电极材料,它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计,K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液,K打开,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。
(1)R为____(填“正”或“负”)极。
(2)A附近溶液的现象是_______,B附近发生的电极反应式为_____。
(3)滤纸上的紫色点向哪方移动____(填A或B)。
(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,C中的电极为_______(填“正”或“负”)极,电极反应式为_______________。
火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)
△H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
△H2=-1160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为__________。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),
分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间
后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如下图所示,则
上述CO2转化为甲醇的反应的△H3__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2
和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是__________(填
字母代号)。
A.第10 min后,向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时c(CH3OH)=1.5 mol·L-1 |
B.0~10 min内,氢气的平均反应速率为0.075 mol/(L·min) |
C.达到平衡时,氢气的转化率为0.75 |
D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16 |
E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)减小
③甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为_______。
(3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1,则该反应的化学方程式为__________。
(4)硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其中原因可用一个离子方程式表示为:__________;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)+c(H+)__________c(NO3-)+c(OH-)(填写“>”“=”或“<”)
硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下:
请回答下列问题:
(1)步骤②加入过量H2O2的目的:
(2)步骤③中反应的离子方程式:
(3)步骤④中一系列处理的操作步骤:过滤、、灼烧、、称量。
(4)若实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量g(用含a的代数式表示,不用化简)。
(5)该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。
(5Fe2+ + MnO4— + 8H+= 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O)
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,配制时需
要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需__________________。
②上述实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是____________。
a.稀硝酸 b.稀硫酸 c.稀盐酸 d.浓硝酸