(10分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、 。
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生.其中b电极上得到的是 ,电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ;
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。
根据可逆反应: AsO43-+2I-+2H+ AsO33-+I2+H2O,设计如下图所示实验装置。
(1)若C1、C2两电极均为碳棒,A烧杯中装有I2 - KI混合溶液,B烧杯中装有Na3AsO4 - Na3AsO3混合溶液,两烧杯中用一装有饱和KI溶液的盐桥相连。开始时电流计指针有偏转,一段时间后指针无偏转,此时反应
(2) (填“停止”或“没有停止”)。向B溶液中加入浓盐酸时发现电流计指针发生偏转,此时原电池的正极反应为:
(3)向B溶液中滴加40%的 NaOH溶液,发现电流计指针向相反方向偏转,此时原电池的负极反应为:
(4)
已知25℃时,CH3COONH4溶液呈中性。
Ⅰ.将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合(混合溶液的体积变化忽略不计),测得混合溶液的pH=9。回答下列问题:
(1)用离子方程式表示混合溶液的pH=9的原因________________________。
(2)混合后溶液中c(CH3COOH)=_________________mol·L-1 (填写精确值)。
(3)相同温度相同浓度的下列四种溶液:①(NH4)2CO3②CH3COONH4③(NH4)2SO4④NH4Cl,pH由大到小的排列顺序为____________________(填序号)。
Ⅱ. Mg(OH)2沉淀可溶解于NH4Cl溶液。同学对有关该反应的原理的解释如下:甲同学认为是NH4Cl水解,溶液呈酸性,H+中和了Mg(OH)2电离出的OH-导致沉淀溶解;乙同学认为是NH与Mg(OH)2电离出的OH-反应生成弱电解质NH3·H2O,导致沉淀溶解。
(4)丙同学不能肯定哪位同学的解释合理,于是选用下列一种试剂来验证甲、乙两同学的观点,他选用的试剂是( )
A.NH4NO3 | B.CH3COONH4 | C.Na2CO3 | D.NH3·H2O |
(5)丙同学选择该试剂的理由是:_____________________。
(6)丙同学将所选试剂滴加到Mg(OH)2悬浊液中,Mg(OH)2溶解,由此可知:________(填“甲”或“乙”)的解释更合理。Mg(OH)2沉淀与NH4Cl溶液反应的离子方程式为:____________________。
(7)现有Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀的混合物,若除去Mg(OH)2得到纯净的Al(OH)3,可用______________(填写所用试剂的化学式,试剂从本题涉及的试剂中选取,下同);若除去Al(OH)3得到纯净的Mg(OH)2,可用_________________。
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)反应C(s)+ H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=" +131.3" kJ•mol-1,达到平衡后,体积不变时,以下有利于提高H2产率的措施是 。
A.增加碳的用量 | B.升高温度 | C.用CO吸收剂除去CO | D.加入催化剂 |
(2)已知,C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=" +172.5" kJ•mol-1
则反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H= ____________________。
(3)CO与H2一定条件下反应生成甲醇(CH3OH),可利用甲醇设计一个燃料电池,用KOH溶液作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极反应式为______________________________。
(4)在一定温度下,将CO(g)和H2O(g)各0.16 mol分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
t / min |
2 |
4 |
7 |
9 |
n(H2O)/mol |
0.12 |
0.11 |
0.10 |
0.10 |
1其它条件不变,降低温度,达到新平衡前 v(逆) _____ v(正) (填“>”、“<”或“=”) 。
2该温度下,此反应的平衡常数K=____________________________;
3其它条件不变,再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g),平衡时CO的体积分数______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
某科研人员设计出将硫酸渣(主要成分Fe2O3,含有少量的SiO2等杂质)再利用的流程。流程中的滤液经过多次循环后用来后续制备氧化铁粉末。
(1)为了加快反应①的反应速率,可采用的措施是 。(写出一点即可)
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+。在温度T1 、T2(T1 >T2)下进行该反应,通过检测相同时间内溶液的pH,绘制pH随时间的变化曲线如右图所示。得出结论:该反应的温度不宜过高。
①通入SO2气体“还原”时, 试解释pH下降的原因是 。
②相同时间内,T1温度下溶液的pH更高的原因是 。
(3)该流程中循环使用的物质是 。
(4)为测定反应①后溶液中Fe3+的浓度以控制加入SO2的量。实验步骤为:准确量取20.00ml的反应后溶液,稀释成100mL溶液,取10.00 mL溶液,加入足量的KI晶体和2~3滴淀粉溶液,用0.50mol/L的Na2S2O3溶液与碘反应,当反应恰好完全进行时,共消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。有关反应方程式如下:2Fe3++2I-=2Fe2++I2;2Na2S2O3 + I2= Na2S4O6 + 2NaI
试计算原溶液中Fe3+的物质的量浓度(写出计算过程)。
化学与社会经济建设、生态文明建设、人类健康保障等密切相关。
(1)材料是经济和生态文明建设的重要物质基础。
①生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需用到的共同原料是 。
②橡胶是制造轮胎的重要原料,橡胶属于 (填字母)。
A.金属材料 B.无机非金属材料C.有机高分子材料
③钢铁制品在潮湿的空气中能发生 腐蚀。发生该腐蚀时的负极反应式为 。
(2)防治环境污染,改善生态环境已成为全球共识。
①2013年,全国多个省市出现严重的雾霾天气。导致雾霾形成的主要污染物是 (填字母);
A.O2 B.CO2 C.PM2.5
②采用焚烧处理垃圾进行发电已在江苏投入使用。下列是生活中的常见垃圾.
A.废电池 B.易拉罐 C.玻璃瓶
在焚烧处理前,除废电池外,还有 (填字母)应剔除并回收,随意丢弃电池造成的主要危害是 。
③漂白粉可用于生活用水的杀菌消毒,工业上利用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学反应方程式是 。
(3)保证食品安全、保持营养均衡,是保障人体健康的基础。
①维生素C能促进人体生长发育。下列富含维生素C的是 (填字母)。
A.牛肉 B.辣椒 C.鸡蛋
②缺乏某种微量元素将导致甲状腺肿大,且造成智力损害,该微量元素是
A.碘 B.铁 C.钙
③人体内蛋白质在蛋白酶作用下,水解为 ,在鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸铵溶液有沉淀析出的过程称为 。
④使用青霉素可能会产生过敏,在用药前患者一定要进行 。