(11)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:
①电源的N端为 极;
②电极b上发生的电极反应为 ;
③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积: ;
④电极c的质量变化是 g;
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:
甲溶液 ; 乙溶液 ; 丙溶液 ;
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么? 。
(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则醋酸的电离平衡向________(填“正”或“逆”)向移动;溶液中的值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)氨气的水溶液称为氨水,其中存在的主要溶质微粒是NH3·H2O。
已知:a.常温下,醋酸和NH3·H2O的电离平衡常数均为1.74×10-5;
b.CH3COOH+NaHCO3CH3COONa+CO2↑+H2O。
则CH3COONH4溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”,下同),NH4HCO3溶液呈________性,NH4HCO3溶液中物质的量浓度最大的离子是________(填化学式)。
(3)99 ℃时,Kw=1.0×10-12,该温度下测得0.1 mol·L-1Na2A溶液的pH=6。
①H2A在水溶液中的电离方程式为_____________________________。
②该温度下,将0.01 mol·L-1 H2A溶液稀释到20倍后,溶液的pH=________。
③体积相等、pH=1的盐酸与H2A溶液分别与足量的Zn反应,产生的氢气_____。
A.盐酸多 | B.H2A多 | C.一样多 | D.无法确定 |
④将0.1 mol·L-1 H2A溶液与0.2 mol·L-1氨水等体积混合,完全反应后溶液中各离子浓度从大到小的顺序为_______________________________________。
在体积不变的2L密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:
t℃ |
500 |
600 |
800 |
900 |
1000 |
K |
0.5 |
0.6 |
1.0 |
1.3 |
1.5 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
(2)该反应正反应为_____反应(选填“吸热”“放热”)。
(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:
3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________。
(4)若800 ℃时,向容器中充入2 mol CO2、2 mol H2,反应进行到5min内,容器内CO的体积分数为20%,则用CO2表示的平均反应速率为,达到平衡后,CO2的转化率为。
(5)800 ℃时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积。平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
(12分)[物质结构与性质]
钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等邻域。下面是用金红石(主要成分为TiO2)制备金属钛和钛酸钡的流程。
(1)Ti基态的电子排布式为。
(2)TiCl4熔点为-24℃,沸点为136.4℃,室温下为无色液体,可溶于甲苯和氯代烃。
固态TiCl4属于晶体。
(3)BaCO3为离子化合物。CO32-中C原子的杂化类型为,写出一种与CO32-互为等电子体的阴离子:
(填化学式)。
(4)钛酸钡的晶胞如图所示,其化学式为。
(5)用锌还原TiCl4的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O。1mol该配合物中含有σ键的数目为。
(14分)质子交换膜燃料电池广受关注。
(1)质子交换膜燃料电池中作为燃料的H2通常来自水煤气。
已知:①C(s)+1/2O2(g)="CO(g)" △H1=-110.35kJ/mol;
②2H2O(l)=2H2(g)+ O2(g)△H2=+571.6kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g)△H3=+44.0kJ/mol
则:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H4=。
(2)燃料气(流速为1800mL•h-1;体积分数为:50%H2,0.98%CO,1.64%O2,47.38%N2)中的CO会使电极催化剂中毒,使用CuO/CeO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。
①160℃、CuO/CeO2作催化剂时,CO优先氧化反应的化学方程式为。
②灼烧草酸铈[Ce2(C2O4)3]制得CeO2的化学方程式为。
③在CuO/CeO2催化剂中加入不同的酸(HIO3或H3PO4),测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度变化如图所示。
加入(填酸的化学式)的CuO/CeO2催化剂催化性能最好。催化剂为CuO/CeO2-HIO3,120℃时,反应1小时后CO的体积为mL。
(3)下图为甲酸质子交换膜燃料电池的结构示意图。
该装置中(填“a”或“b”)为电池的负极,负极的电极反应式为。
(15分)草酸镍晶体(NiC2O4•2H2O)可用于制镍催化剂,硫酸镍晶体(NiSO4•7H2O)主要用于电镀工业。某小组用废镍催化剂(成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的部分实验流程如下:
已知:①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol•L-1计算):
②Ksp(CaF2)= 1.46×10-10 Ksp(CaC2O4)= 2.34×10-9
(1)粉碎的目的是。
(2)保持其他条件相同,在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”,镍浸出率随时间变化如图
“酸浸”的适宜温度与时间分别为(填字母)。
A.30℃、30min | B.90℃、150min |
C.70℃、120min | D.90℃、120min |
(3)证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是。
(4)将“沉镍”工序得到的混合物过滤,所得固体用乙醇洗涤、110℃下烘干,得草酸晶体。
①用乙醇洗涤的目的是;
②烘干温度不超过110℃的原因是。
(5)由流程中的“浸出液”制备硫酸镍晶体的相关实验步骤如下:
第1步:取“浸出液”,,充分反应后过滤,以除去铁、铝元素;
第2步:向所得滤液中加入适量NH4F溶液,充分反应后过滤,得“溶液X”;
第3步:,充分反应后过滤;
第4步:滤渣用稍过量硫酸充分溶解后,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得硫酸镍晶体。
①请补充完整相关实验步骤(可选试剂:H2SO4溶液、NaOH溶液、HNO3溶液、H2O2溶液)
②第2步中加入适量NH4F溶液的作用是。