化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
I.氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图实验(图中所用电极均为惰性电极):
(1)对于氢氧燃料电池中,下列表达不正确的是________
A.a电极是负极,OH-移向正极 |
B.b电极的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH- |
C.电池总反应式为:2H2+O2![]() |
D.电解质溶液的pH保持不变 |
E.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
(2)上图装置中盛有100mL、0.1mol·L—1AgNO3溶液,当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时,则此时上图装置中溶液的pH=________(溶液体积变化忽略不计)
II.氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.20 kJ·mol-1。
(1)下列事实中,不能说明上述可逆反应已达到平衡的是________
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N—H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1︰3︰2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
(2)已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行,测得如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
N2 |
1.50 |
n1 |
1.20 |
n3 |
1.00 |
H2 |
4.50 |
4.20 |
3.60 |
n4 |
3.00 |
NH3 |
0 |
0.20 |
n2 |
1.00 |
1.00 |
根据表中数据计算:
反应进行到2小时时放出的热量为________
0~1小时内N2的平均反应速率________mol·L-1·h-1;
③此条件下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化学平衡将向________ 方向移动(填“正反应”或“逆反应”、“不移动”)。
高纯度氧化铝有广泛的用途,某研究小组研究用以下流程制取高纯度氧化铝:
根据上述流程图填空:
(1)“除杂”操作是加入过氧化氢后,用氨水调节溶液的pH约为8.0,以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+。请写出在除去Fe2+离子的过程中,发生的主要反应的离子方程式。
(2)通常条件下Ksp〔Fe(OH)3〕=4.0×10—38,除杂后溶液中c(Fe3+)约为。
(3)配制硫酸铝溶液时,需用硫酸酸化,酸化的目的是。
(4)“结晶”这步操作中,母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热,然后冷却结晶,得到铵明矾晶体(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是。
(5)“分离”操作的名称是(填字母代号)。
A.蒸馏 B.分液 C.过滤
(6)铵明矾晶体的化学式为NH4Al(SO4)2·12H2O,在0.1mol/L铵明矾的水溶液中,离子浓度最大的离子是,离子浓度最小的离子是。
有一瓶澄清溶液,其中只可能含有Na+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Fe3+、Cl— 、SO42—、CO32— 离子(不考虑H+、OH—)。取该溶液进行以下实验:
(1)用pH试纸检验溶液,溶液呈酸性,
(2)另取部分溶液滴入NaOH溶液,使溶液从酸性逐渐变成碱性,无沉淀产生,
(3)取(2)中部分碱性溶液,滴加Na2CO3溶液,有白色沉淀析出,
(4)将(2)中剩余碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝色。
根据上述实验事实确定:
①该溶液中肯定存在的离子是;
②肯定不存在的离子是;
③可能存在的离子是。
在①CH2=CH2②③CH3CH2OH ④CH3COOH ⑤聚乙烯五种物质中:
(1)属于高分子化合物的是;(请填物质的序号,下同。);
(2)能使Br2的CCl4溶液褪色的是;
(3)既能发生取代反应又能发生加成反应的是;
(4)能与Na2CO3溶液反应的是;
(5)能发生酯化反应的是;
钾水玻璃以其优异的性能广泛用于防腐、铸造、油田、钻井或各种高档涂料中。钾水玻璃中硅含量的测定可以采用氟硅酸钾容量法,其步骤为:
①称取试样溶解在含有过量的氟离子和钾离子的强酸溶液中,硅能与氟离子、钾离子作用生成氟硅酸钾(K2SiF6)沉淀;
②沉淀分离后于热水中水解,生成HF、H2SiO3、KF;
③过滤除去硅酸沉淀,用氢氧化钠标准溶液滴定滤液。
(1)上述步骤②中的水解反应方程式为;步骤③中反应的离子方程式为:。
(2)在步骤③中,若滴定前未用氢氧化钠标准溶液润洗滴定管,则测得的硅元素含量将(填“偏高”、或“偏低”或“不变”)。
(3)在步骤③中,需要 1.00 mol·L-1氢氧化钠标准溶液450mL,配制该溶液需用托盘天平称取___gNaOH固体。
高氯酸铵可用于火箭推进剂,实验室可由NaClO3等原料制取(部分物质溶解度如图),其实验流程如下:
(1)氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠的化学方程式为。
(2)80℃时浸取液冷却至0℃过滤,滤渣的主要成分为:(写化学式)。
(3)反应器中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为。
(4)已知:2NH4ClO4 N2↑+ 2O2↑ + Cl2↑ +4H2O,现可提供
下列试剂:a 饱和食盐水 b 浓H2SO4 c NaOH溶液 d Mg e Cu f Fe
利用下图装置对高氯酸铵热分解产生的三种气体进行分别吸收或收集。
①E中收集到的气体可能是(填化学式) 。
②A、B、C中盛放的药品依次可以是(选填:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。
Ⅰ. a b dⅡ. c b eⅢ. b c f