电化学原理在工业生产中有着重要的作用,请利用所学知识回答有关问题。
(1)用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义,将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如图,是电解产生多硫化物的实验装置:
①已知阳极的反应为(x+1)S2-=Sx+S2-+2xe-,则阴极的电极反应式是________________________________________________________________________。
当反应转移x mol电子时,产生的气体体积为____________(标准状况下)。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时,通常是在氮气气氛下溶解。其原因是(用离子反应方程式表示):___________________________________________________。
(2)MnO2是一种重要的无机功能材料,制备MnO2的方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液,阳极的电极反应式为______________________。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnSO4溶液,如图所示,铅蓄电池的总反应方程式为_______________________________________________,当蓄电池中有4 mol H+被消耗时,则电路中通过的电子的物质的量为________,MnO2的理论产量为________g。
(3)用图电解装置可制得具有净水作用的FeO42-。实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐生成FeO42-。
①电解过程中,X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O和________________________________________________________________________,
若在X极收集到672 mL气体,在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少________g。
A、B、C、D是短周期元素形成的四种气体单质。E、F均为气体,且F为红棕色。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。
请回答下列问题:
(1)D的化学式为;
(2)反应③的离子方程式为。
(3)Y和E在一定条件下可反应生成B和Z,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染,该反应的化学方程式为。
(4)0.1mol/L的X溶液和0.1mol/L的Y溶液等体积混合,溶液呈________性;(填“酸”、“碱”或“中”)该溶液中各离子浓度大小关系为:_______________________
(5)常温下0.1mol/L的Y溶液中c(H+)/c(OH-)=110-8,下列叙述正确的是( )
A.该溶液的pH=11;
B.该溶液中的溶质电离出的阳离子浓度0.1mol/L
C.该溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)乘积为110-22
D. pH=3的盐酸溶液V1 L与该0.1mol/L的Y溶液V2 L混合,若混合溶液pH=7,则:V1>V2
E.将pH=11的Y溶液加水稀释100倍后,pH值为9;
(6)化合物E在一定条件下于一定体积的容器中可发生身氧化还原反应,测得容器内气体的压强略小于原来的2/3,请写出该反应的化学方程式
短周期中的A、B、C、D、E 5种元素,原子序数依次增大,A、D同主族;A、B的原子序数之和等于C的原子序数;C2−离子与D+离子的核外电子数相等;B原子与D+离子的核外电子数之和等于E原子的核外电子数,
且D、E两元素能形成微粒个数比为1︰1的离子化合物。
(1)E元素的离子结构示意图为________。
(2)A与B元素、A与C元素均可构成18电子的分子,其化学式分别为______、_______。
(3)A、C元素可组成原子个数比为1︰1的共价化合物乙,将E单质通入乙的水溶液中,生成一种强酸,并有气体放出,反应的化学方程式为。
(4)A、B、C、D、E中的任意三种元素可组成多种化合物,X和Y是其中的两种。X和Y都是既含离子键又含共价键的离子化合物;将X、Y分别溶于水时,X能促进水的电离,而Y能抑制水的电离,X水溶液的pH<7,Y水溶液的pH>7。
将0.2mol·L−1的X溶液与0.1mol·L−1的Y溶液等体积混合后,溶液呈碱性。请判断:
①X的化学式为,Y的化学式为;
②混合溶液中各种带电微粒的物质的量浓度由大到小的顺序为
。
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中NO2与O2反应如下:4NO2(g)+O2(g) 2N2O5(g);
若已知K350℃< K300℃,则该反应是_______反应(填“吸热”或“放热”)。
反应达平衡后,若再通入一定量NO2,则平衡常数K将______,NO2的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)若初始时在恒容密闭容器中加入N2O5,下表为N2O5分解反应在一定温度下不同时间测得N2O5浓度的部分实验数据:
t/s |
0 |
500 |
1000 |
c(N2O5)/mol·L-1 |
5.00 |
3.52 |
2.48 |
①写出该反应的平衡常数表达式:K=。
②1000 s内N2O5的分解速率为。
③若每有1molN2O5分解,放出或吸收QkJ的热量,写出该分解反应的热化学方程式。
A、B、C、D和甲有以下转化关系。已知物质甲是短周期元素组成的盐,且是某种消毒液的有效成分,沉淀D可溶于酸。
请回答下列问题:
(1)组成A的元素在周期表中位于第周期第族。
(2)鉴定C中阳离子(不考虑H+)的操作和现象是。
(3)A转化为B时会放出无色气体E,在298K时1mol A完全反应放出热量QkJ,则该反应的热化学方程式为。
(4)若A转化为C时无气体放出,写出该反应的化学方程式:
。
(5)写出溶液C和溶液甲反应的离子方程式:。
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
(1)分析该反应并回答下列问题:
①平衡常数表达式为K=。
②下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是______________(填序号)。
a. 恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
b. 一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
c. 一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d. 一定条件下,单位时间内消耗2 mol CO,同时生成1 mol CH3OH
(2)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH____________0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1____________K2(填“>”、“<”或“=”)。
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______________。
a. 升高温度b. 将CH3OH(g)从体系中分离
c. 使用合适的催化剂d. 充入He,使体系总压强增大
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-a kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-b kJ·mol-1
③ H2O(g)= H2O(l)ΔH=-c kJ·mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l)ΔH=______________kJ·mol-1。
(4) 2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池工作时,b口通入的物质为____________, c口通入的物质为__________。
②该电池正极的电极反应式为:_______________________________。
③工作一段时间后,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,有___________NA个电子转移。
(5)以上述电池做电源,用上图所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示):
_______________________________________________________,
_______________________________________________________。