某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O 转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25°C下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 |
初始pH |
废水样品体积mL |
草酸溶液体积mL |
蒸馏水体积mL |
① |
4 |
60 |
10 |
30 |
② |
5 |
60 |
10 |
30 |
③ |
5 |
60 |
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测得实验①和②溶液中的Cr2O浓度随时间变化关系如图所示。
(2)上述反应后草酸被氧化为 (填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明 ;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)= mol·L-1·min-1
(用代数式表示)。
(4)该课题组队铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;
假设二: ;
假设三: ;
……
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。
(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、Al2Fe(SO4)4·24H2O、Al2(SO4)3等,溶液中Cr2O的浓度可用仪器测定。)
实验方案(不要求写具体操作过程) |
预期实验结果和结论 |
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氨气是一种重要的物质,可用于制取化肥和硝酸等。
(1)500°C、50Mpa时,在容积为VL的密闭容器中加入n mol N2、3n mol H2,经过t min后反应达到平衡后N2的转化率为a。则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值
为;t min内用NH3表示的速率是
(2)工业合成氨的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol(表示当生成2 mol NH3时放出92.2KJ的热)。有关键能:N≡N:945.6kJ/mol ;N-H:391.0kJ/mol,则H—H键能为KJ/mol
X、Y、Z、W四种化合物均由短周期元素组成,其中X含有四种元素,X、Y、Z的焰色反应均为黄色,W为无色无味气体。这四种化合物具有如下转化关系:(部分反应物、产物及反应条件已略去)。
请回答下列问题:
(1)X与Y在水溶液中反应的离子方程式为;
(2)W的结构式为
(3)将Z装入圆底烧瓶,利用下图装置(夹持固定装置已略去)进行实验,装置Ⅱ中的物质由短周期元素组成,装置Ⅲ中产生白色沉淀,装置Ⅴ 中可收集到一种能使带火星木条复燃的气体。装置Ⅱ中物质的化学键类型为 ;
(4)下列关于X、Z的鉴别方法不正确的是
A.分别加热X、Z的粉末,将产生的气体通入澄清石灰水,观察现象 |
B.分别将X、Z配成稀溶液,逐滴滴加稀盐酸,观察现象 |
C.分别将X、Z配成稀溶液,分别加入氯化钙溶液,观察现象 |
D.分别将X、Z配成稀溶液,分别加入澄清石灰水,观察现象 |
下表给出了五种元素的相关信息,其中A、B、C、D为短周期元素。
元素 |
相 关 信 息 |
A |
在常温、常压下,其单质是气体,随着人类对环境的认识和要求的提高,它将成为倍受青睐的清洁燃料。 |
B |
工业上通过分离液态空气获得其单质,其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障。 |
C |
植物生长三要素之一,它能形成多种氧化物,其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂。 |
D |
室温下其单质呈粉末状固体,加热易熔化。该单质在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰。 |
E |
它是人体不可缺少的微量元素,其单质也是工业生产中不可缺少的金属原材料,常用于制造桥梁、轨道等。 |
根据上述信息填空:
(1)E 在元素周期表中的位置是
(2)D的单质与烧碱水溶液加热时自身的氧化还原反应生成两种具有强还原性的阴离子,写出该反应的离子方程式。
(3)C与A形成的化合物X,分子中原子个数比为1∶2;相同条件时,相同质量时,氢气的体积为X气体体积的16倍;分子中有极性键和非极性键,可作火箭燃料。写出X分子的电子式
(4)以上这五种元素能组成一种工业上用途极广的复盐(类似明矾,含一种阴离子和两种阳离子),该物质中的A、B、C、D、E的质量比为5∶56∶7∶16∶14。请写出该化合物的化学式(要求:用离子及分子最简单个数比的形式表达)
现有如下两个反应:
A.2NaOH+H2SO4 = Na2SO4+2H2O B.CH4+2O2 = CO2+2H2O
(1)根据反应的本质,两个反应都为反应(放热或吸热),判断两个反应能否设计为原电池?(填“能或不能”)AB
(2)如果能,最好应选择作电解质溶液(NaOH或H2SO4)。则负极电极反应式:,正极电极反应式:(若均不能则此问不填)
Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是 。负极的电极反应为
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是 。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填代号)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O