化学能转化为电能,在生产,生活中有着重要的作用。
Ⅰ:氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池。
下图是氢氧燃料电池的示意图,工作时H2和O2反应生成水,同时提供电能,溶液的pH (填“变大”、“变小”、“不变”)。
Ⅱ:某学校研究小组对废干电池内的黑色物质进行研究。
【查资料得知】
①废干电池内可能含有C、 MnO2 、NH4Cl 、ZnCl2等;
②NH4Cl具有铵态氮肥的性质;
③向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成Zn(OH)2白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的[Zn(NH3)4]Cl2。
据此,该兴趣小组同学进行了如下实验探究:
(1)检验MnO2的存在。兴趣小组同学设计了如下图所示的实验:
操作②的名称是 ,其中玻璃棒的作用是 。
操作③灼烧黑色滤渣时,所用主要仪器有 、玻璃棒、坩锅、三角架,在灼烧过程中会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体是 (写化学式)。
操作④的试管中产生的气体能使带火星的木条复燃,该气体是 (写化学式)。
由此得到结论:滤渣中除了含 外,还含有MnO2。
(2)猜想1:滤液中溶质的主要成分为NH4Cl。
操作:取少量滤液加入盛有NaOH固体的试管,并稍微加热。有刺激性气味的气体产生,用湿润红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝。
实验结论: 。
(3)猜想2:滤液中溶质的主要成分为ZnCl2
操作:向盛有少量滤液的试管中逐滴加入 ,观察到
。
实验结论:滤液中溶质的主要成分为ZnCl2
(4)ZnCl2和NH4Cl混合溶液中含有杂质CuCl2,会加速对电池的腐蚀,不利于混合溶液的回收使用。欲除去其中的Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填写字母序号)。
A.NaOH B.Zn C.Na2CO3 D.Fe
以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据(常温通常指20℃;“浓度”指溶质的质量分数)
实验序号 |
过氧化氢溶液浓度/% |
过氧化氢溶液质量/g |
温度/℃ |
二氧化锰用量/g |
氧气体积/ml |
反应所需时间/s |
① |
5 |
12 |
20 |
0.2 |
125 |
11 |
② |
30 |
12 |
20 |
0.2 |
125 |
2 |
③ |
30 |
12 |
40 |
/ |
125 |
148 |
④ |
30 |
12 |
90 |
/ |
125 |
82 |
(1)通过实验①和②对比可知,化学反应快慢与有关;
(2)通过对比实验和可知,化学反应快慢与温度的关系是。
(3)由上述实验可知,实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是 。
(4)某实验室需配置450克5%的过氧化氢溶液,其操作为:往一定量30%的过氧化氢溶液中加入 克水,然后用(填仪器名称)搅拌均匀。
下图所示为实验室常用的实验装置:
(1)写出下列仪器名称:a;b。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,应选择的发生装置和收集装置是(填装置的字母代号),化学方程式,实验室制取二氧化碳的原料是,化学方程式,用D装置收集气体时集满的实验现象是,
(3)若用E装置收集氢气,则氢气应从口通入(填c或d)。
(4)F装置可用来测量生成的CO2气体的体积,在水面上放一层植物油的目的是。
(5)装置C相对于装置B在操作方面的优势为:。
(6)某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现,通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳,其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,反应速率逐渐减慢甚至停止。为此该小组设立研究课题:选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳。
[实验一] 选择合适浓度的硫酸
操作:在28℃时,分别用装有5mL不同浓度硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理石细小颗粒的大试管中注入硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,见下表:
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
硫酸浓度 |
15% |
20% |
25% |
30% |
35% |
气体体积/mL |
35 |
47 |
55 |
51 |
42 |
[实验二] 选择合适的反应温度
操作:往盛有1g直径为2mm大理石细小颗粒的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表:
试管编号 |
A |
B |
C |
D |
E |
温度(℃) |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
现象和 比较 |
有少量气泡 |
气泡比A号试管多 |
气泡明显比B号试管多 |
大量气泡产生,与常温用盐酸反应相似 |
反应激烈,迅速产生大量气体 |
请根据本次活动的研究目的,分析处理以上两个表中数据,得出结论:
①稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为,因为浓度小于或大于此浓度对反应的影响是。
②在合适的硫酸浓度下,应选择最合适的反应温度为℃。
③除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外,在反应过程中,为防止硫酸钙覆盖在大理石上,应增加操作,更有利于气体的制备。
④该研究小组为了研究对该反应速率的影响,在28℃进行了如下实验。
试管编号 |
A |
B |
试管内药品 |
1g块状大理石与5mL25%稀硫酸 |
1g细小颗粒大理石与5mL25%稀硫酸 |
现象和比较 |
有少量气泡 |
迅速产生较多气泡 |
根据上述实验研究,你觉得在以下硫酸和大理石反应的装置中,最佳选用(填编号) .
请根据题意回答下列问题:[在下列⑴⑵两小题中任选一题回答,若两小题都回答,则以第⑴小题的答案评定分数。]
(1)检验氧化钙中是否存在碳酸钙。
(2)溶于雨水会形成酸雨的气体有哪些?酸雨对环境会造成哪些危害?(各答一种即可)
化学课上老师表演了一个小魔术——“无中生有”:相同条件下,向A、B两个体积相同的集气瓶中分别充满无色干燥的硫化氢(H2S)气体和二氧化硫气体。如图所示,抽开毛玻璃片,瓶口对紧,颠倒几次,使两种气体充分混合。一会儿,观察到两瓶内壁附着淡黄色固体颗粒,同时瓶壁上有小水珠出现。请根据现象回答下列问题:
(1)上述反应的化学方程式为_________________.
(2)如果这两个瓶子是质地较软的塑料瓶,会观察到,原因是_______。
(3)已知:相同条件下,相等体积的气体所含的分子数目相等。反应完毕,瓶中剩余的气体为____________(填化学式)。
一碳化学是以分子中只含有一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学,合成气可通过天然气的重整得到,如CH4+H2O═CO+3H2。合成气可制二甲醚,二甲醚被称为21世纪的新型燃料。合成气还可用于冶炼金属。请你仔细阅读合成气冶炼粗铜和制取二甲醚的部分生产流程,回答下列问题:
(1)铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3]是由种元素组成的化合物。合成气在与黑色固体冶炼粗铜的生产过程中发生的反应方程式为。(写出其中的一个反应)
(2)在催化重整反应中CH4起的作用是:。
(3)合成气(CO和H2)在不同催化剂的作用下,可以化合成不同的物质。仅用合成气为原料不可能得到的物质是 (填字母序号)。
A.草酸(H2C2O4) B.甲醇(CH3OH) C.尿素[CO(NH2)2]