微电解技术具有处理效果显著、投资少、运行费用低等优点。铝碳微电解处理就是利用铝-碳颗粒之间形成了无数个细微原电池,这些细微电池在酸性溶液中发生电化学反应。溶液中溶解一定量的氧可以增大铝的腐蚀效率,因此可以通过曝气来强化处理效果。实验装置如图:
(1)实验前,将铝屑在5%NaOH碱洗10分钟,目的是① ,② 。
(2)曝气条件下,在酸性溶液中,该装置中发生的电极反应为:铝极 ,碳极 。
(3)通过铝碳微电解法可以对含镍电镀废水进行处理,某化学研究小组研究了铝碳比、反应停留时间对处理效果的影响,结果如下:
通过分析,确定最佳工艺的铝碳比为 ,反应停留时间是 。
(1)向FeCl3溶液中加入a g的铜粉,搅拌使之全部溶解,溶液中一定有的阳离子是______,可能有的阳离子是。发生反应的离子方程式为;
(2)再向上述溶液中加入 b g铁粉,充分反应后过滤得滤渣c g,可能发生反应的离子方程式为。若已知 a>c,则 c克滤渣是_________。
(12分)有机反应中常用镍作催化剂,某化工厂收集的镍催化剂中含Ni 64.0%,Al 24.3%、Fe 1.4%,其余为SiO2和有机物。这些含镍废催化剂经乙醇洗涤后可按下列工艺流程回收镍:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Ni(OH)2 |
pH |
5.2 |
3.2 |
9.7 |
9.2 |
请回答下列问题:
(1)滤液A中存在的阴离子主要是______。
(2)硫酸浸取滤渣a后,所得滤液B中可能含有的金属离子是__________。
(3)滤液B中加入H2O2的目的是_______________。操作X的名称是。
(4)含镍金属氢化物MH-Ni燃料电池是一种绿色环保电池,广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金,MH代表金属氢化物,电解质溶液可以是KOH水溶液。它的充、放电反应为:xNi(OH)2+MMHx+xNiOOH
电池充电过程中阳极的电极反应式为,放电时负极的电极反应式为。
(10分)(1)恒温,容积为1 L恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),请回答下列问题:
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式: ___________________。
②ΔH2=________kJ·mol-1。
③在相同条件下,充入1 mol SO3和0.5 mol的O2,则达到平衡时SO3的转化率为________;此时该反应________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。
(2)中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
①有效“减碳”的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是________(填序号)。
A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
B.高温使水分解制氢:2H2O(g)2H2+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑
D.天然气制氢:CH4+H2O(g)CO+3H2
②CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。从3 min到9 min,v(H2)=________mol·L-1·min-1。
③能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是________。
温度/℃ |
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
平衡常数 |
667 |
13 |
1.9×10-2 |
2.4×10-4 |
1×10-5 |
A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应ΔS<0
C.在T℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强(5 MPa)和250℃,是因为此条件下,原料气转化率最高
(12分)如图所示,甲、乙是电化学实验装置,请回答下列问题:
(1)若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式是________________________。
②将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯的上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为电解生成的某种气体A氧化了I-生成了I2。若A气体和I2按物质的量之比为5∶1反应,且生成两种酸,该反应的化学方程式为___________________。
③如果不考虑气体产物与烧杯中溶液之间的反应,当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验,烧杯中溶液的体积为100 mL,则溶液混匀后的pH=________。
(2)若甲、乙两烧杯中均盛放CuSO4溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为______________________________________。
②乙中总反应的离子方程式为_____________________________________。
③如果起始时乙中盛放100 mL pH=5的CuSO4溶液(25 ℃),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到起始时的浓度(忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入________(填写物质的化学式)________g。
(9分)下面A~F是几种常见的烃的分子球棍模型,根据这些模型回答下列问题:
(1)常温下含碳量最高的液态烃是________。
(2)能够发生加成反应的烃为________。
(3)一氯代物的同分异构体最多的是________(以上填对应字母)。
(4)由C制备聚合物的反应类型为____________,高分子中链节是____________。
(5)有机物G、H与E具有相同实验式,其中G式量是E式量的三分之二,H式量是E式量的4/3倍,G不能使溴水褪色,只有一种环境氢,G的结构简式为____________。H是一种链状分子,且全部C原子共平面,有两种不同环境氢原子,H的结构简式为____________。