(15分)对下图中两极加以必要的连接并填空:
(1)在图A中,使铜片上产生氢气。
①若加以导线连接,则连接后的装置叫 (填“原电池”或“电解池”)。锌片发生 (填“氧化”或“还原”);铜片上的电极反应式: 。
②若外加电源,则连接后的装置叫 (填“原电池”或“电解池”),其中铜片作为该装置的 极,连接电源的 极;锌片上发生的电极反应式为 。
(2)在图B中,使a极析出铜。
①若a、b电极均为石墨电极并加以必要的连接,则连接后的装置应为 (填“原电池”或“电解池”);该装置工作时,溶液中阴离子向 极作定向移动(填“a”或“b”);经过一段时间后,停止反应并搅匀溶液,溶液的酸性 (填“增强”、“降低”或“不变”)。
②若a、b电极加以导线连接,且a极为铜电极,则b极可以为 电极(填序号)。
A.铂 | B.铁 | C.石墨 | D.银 E.锌 |
该装置工作时,溶液中阴离子向 极作定向移动(填“a”或“b”)。
减少二氧化碳的排放以及资源化利用具有重要意义。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0 kJ·mol一1,
C(s) +2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1;
则反应:3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)目前 (NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在T1温度下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图2)。则:
①该反应的ΔH 0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图2所示的变化趋势,其原因是 。
③该反应在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图1所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(3)利用该反应捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有 (写出两条)。
氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用,减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一,请回答下列氮及其化合物的相关问题:
(1)N4的分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1mol N-N键吸收167kJ热量,生成1mol N≡N键放出942kJ热量,请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式: 。
(2)NH3可直接用作车用燃料电池,产物无污染。写出碱性介质下该电池负极的电极反应式: 。
(3)在T1℃时,将5mol N2O5置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g);△H>0;反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①T1℃时该反应的平衡常数K的计算式为 。
②用O2表示从0~5min内该反应的平均速率υ(O2) = 。
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有 。
A.压强 B.密度 C.反应速率 D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g) N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是 。
A.都引起a减小
B.都引起a增大
C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a减小
(5)25℃时,NH3·H2O电离常数Kb=1.8×10-5,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=1.8×10-11,用pH计测得0.5 mol·L一1氨水溶液的pH约为 。在某氯化镁溶液中加入一定量某浓度的氨水后,测得混合液pH =11.0,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)= 。(已知lg2≈0.3、lg3≈0.5)。
NH4NO3主要用作肥料、军用炸药、冷冻剂、制造笑气等。
(1)铵态氮肥NH4NO3________(填“能”或“不能”)与草木灰混合施用,用盐类水解的知识简述原因__________。
(2)NH4NO3受热分解温度不同,分解产物也不同。在185~200°C时,NH4NO3分解生成笑气(N2O)和水,分解生成的氧化产物与还原产物的质量比为__________。超过400°C,NH4NO3剧烈分解生成N2、NO2和H2O,并发生爆炸,若32g NH4NO3爆炸放出12.3 kJ的热量,则NH4NO3分解爆炸的热化学方程式为______________。
(3)电解NO制备 NH4NO3,其工作原理如图所示,阴极反应式为___________________;电解反应的总方程式为___________________;为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是__________。
NaCN、KCN等氰化物是重要的基本化工原料。用于基本化学合成、冶金等。
(1)用含NaCN(N显一3价)的废水合成黄血盐(K4[Fe(CN)6])的主要工艺流程如图:
①写出NaCN的电子式__________。
②在反应器中发生的主要反应的方程式为 。
③加入碳酸钠溶液主要目的是 。
(2)已知HCN的电离常数Ka=6.2×10-10,浓度均为0.1mol·L-1的NaCN和HCN的混合溶液显 (填“酸”、“碱”或“中”) 性,通过计算说明原因 。
(3)现代开采金矿:先以NaCN溶液浸取粉碎的含金(Au)矿石,通空气,使矿石中的金粒溶解,得到Na[Au(CN)2]( 二氰合金酸钠)溶液;再用锌与Na[Au(CN)2]溶液发生置换反应生成金。金溶解过程中发生的化学方程式为 ;消耗的锌与生成的金的物质的量之比为 。
(4)臭氧(O3)可以将剧毒的NaCN溶液氧化为无毒的NaCNO, 进一步将NaCNO氧化得到N2和NaHCO3,在氧化过程中,1mol O3得到2mole-。若要处理含NaCN0.001mol·L-1103L,至少需要标准状况下的O3 L。
[化学—选修3:物质结构与性质]第ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含第ⅤA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。
(1)砷元素的基态原子价电子排布图为___________________。
(2)氮元素的单质除了N2外,还有N4,则N4中的N原子的轨道杂化方式为________________。
(3)对氨基苯甲醛与邻氨基苯甲醛相比,沸点较高的是_________(填空“前者”或“后者”),原因是_____________。
(4)汽车安全气囊的产生药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质,在NaN3固体中,阴离子的立体构型为_____________。
(5)王水溶解黄金的反应如下:Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO+2H2O,产物中的H[AuCl4]是配合物,它的配位体是____________。
(6)砷化镓属于第三代半导体,它能直接将电能转变为光能,砷化镓灯泡寿命是变通灯泡的100倍,而耗能只有其10%。推广砷化镓等发光二极管(LED)照明,是节能减排的有效举措.已知砷化镓的晶胞结构如图,晶胞参数α=565pm。
①砷化镓的化学式_________________,镓原子的配位数为________。
②砷化镓的晶胞密度=_____________g/cm3(列式并计算),m位置Ga原子与n位置As原子之间的距离为_________pm(列式表示)。