三氯化铁是中学化学实验室中必不可少的重要试剂。某同学利用废铁屑(含少量铜等不与盐酸反应的杂质)来制备FeCl3·6H2O,该同学设计的实验装置如图所示,A中放有m克废铁屑,烧杯中盛有过量的稀硝酸,实验时打开a,关闭b,从分液漏斗内向A中加过量的稀盐酸,此时溶液呈浅绿色,再打开b进行过滤,过滤结束后,取烧杯内溶液倒人蒸发皿加热,蒸发掉部分水并使多余HNO3分解,再降温结晶得FeCl3·6H2O晶体。
填写下列空白:
(1)如何检查装置A的气密性: 。
(2)滴加盐酸时,发现反应速率较之同浓度盐酸与铁粉反应要快,其原因是 。
(3)将烧杯内溶液用蒸发、浓缩、再降温结晶法制得FeCl3·6H2O晶体,而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由 。
(4)用该法制得的晶体中往往混有Fe(NO3)3,为了制得较纯净的FeCl3·6H2O,可将烧杯内的稀硝酸换成 。
(5)若要测废铁屑的纯度,可测出从B处放出气体的体积,测量气体体积时,需待气体冷却至室温时进行,现有下列装置测定从B处放出气体的体积(忽略导管在量筒中所占的体积),应选用 (填序号),理由是 。
(每空1分,共6分)科学家们在探索生命奥秘的过程中,认识到生命细胞的组成和元素周期律有着密切的联系,约占人体总质量99.97%的11种大量元素全部是元素周期表前20号元素,其余0.03%是由10多种人体不可缺少的微量元素组成。现有a~h 8种短周期元素,是除氧、钾、钙外的其他大量元素,它们在元素周期表中的位置如下,请据此回答下列问题:
(1)下列中的元素的原子间反应最容易形成离子键的是。
A.c和f B.b和g C.d和g D.b和e
(2)下列由a~g形成的各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的有。
A.ea3 B.ag C.fg3 D.dg4
(3)由a、e组成的一种化合物化学式为ea5,其各原子均达到同周期稀有气体原子的稳定结构,试写出该化合物的电子式,该物质属于(填“离子”或“共价”)化合物。
(4)均由a、b、h和氧四种元素形成的两种离子化合物,相互反应可生成有刺激性气味的气体。这两种化合物中有一种相对分子质量为120,该化合物熔化时破坏的是(填化学键类型,下同),溶于水时破坏的是。
(每空2分,共8分)请按下列要求作答:
(1)写出将少量二氧化硫气体通入氢氧化钠溶液的化学反应方程式:;
(2)写出将二氧化氮气体通入水中的化学反应方程式:;
(3)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式:;
(4)写出氢氧化钡与稀硫酸反应的离子方程式:。
(每空1分,共8分)低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。
已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ |
400 |
500 |
850 |
平衡常数 |
9.94 |
9 |
1 |
请回答下列问题:
(1)上述正反应方向是反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如下图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)=mol·L-1·min-1。
(3)t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3 min~4 min之间反应处于状态;C1数值0.08 mol·L-1(填大于、小于或等于)。
②反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是(单选)。
A.增加水蒸气 B.降低温度
C.使用催化剂 D.增加氢气浓度
(4)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L-1,在该条件下,CO的最大转化率为:。
(5)若在850℃进行,设起始时CO和H2O(g)共为5mol,水蒸气的体积分数为X;平衡时CO转化率为Y,试推导Y随X变化的函数关系式为。
(每空2分,共8分)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为:
2C4H10+26CO32--52e-=34CO2+10H2O
试回答下列问题:
(1)该燃料电池的化学反应方程式为;
(2)正极电极反应式为。
(3)为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是,它来自。
(每空3分,共9分)请写出下列反应的热化学方程式:
(1)25℃时,1 g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出55.64kJ热量,写出该反应的热化学方程式:。
(2)已知断裂1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收436kJ的能量,断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498kJ的能量,生成H2O(g)中的1mol H—O键能放出463kJ的能量。试写出O2(g)与H2(g)反应生成H2O(g)的热化学方程式:。
(3)已知:2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)△H=-a kJ·mol-1;
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)△H=-b kJ·mol-1。
则H2S与SO2两种气体转化为固体硫的热化学方程式为。