氢是一种重要的非金属元素。氢的单质及其化合物在科学研究和工业生产中有着广泛而重要的作用。
(1)某硝酸厂处理尾气中NO的方法是:催化剂存在时用H2将NO还原为N2。
已知:
则H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是:
。
(2)在一定条件下,用H2将二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g)+4H2 (g)
CH4 (g)+2H2O(g)
向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol·L一1,H2 0.8mol·L一1,CH40.8mol·L一1,H2O1.6mol·L一1。则CO2的平衡转化率为 。上述反应的平衡常数表达式K= 。200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的△H 0(填“>’’或“<”)。
(3)某研究小组以H2与CaCl2制备某种钙的化合物。已知反应只生成甲、乙两种化合物。对产物分析发现:化合物甲的组成中钙、氯元素的质量分数分别为52.29%、46.41%,化合物乙的水溶液显酸性。请回答下列问题:
①乙的化学式为 。
②甲与水反应可得H2,其化学方程式是:
。
(4)H2的获得途径很多,由哈工大研究小组设计的微生物电解有机废水法,既可以清除废水中的有机杂质,同时可以获得氢气。下图为一种处理含甲醇工业废水的微生物电解池,写出电解过程中,阳极发生的电极反应式: 。
(14分)ClO2气体是一种常用的消毒剂,我国从2 000年起逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。
(1)消毒水时,ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去,在这个过程中,Fe2+、Mn2+的化合价升高,说明ClO2具有__________性。
(2)工业上可以通过下列方法制取ClO2,请完成该化学反应方程式:2KClO3+SO2==2ClO2+__________。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,是放热反应,当1 mol Cl2参与反应时释放145 kJ的热量,写出这个反应的热化学方程式:_______________________________。
(4)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg·L-1之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
Ⅰ.取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2S2O
+I2===S4O
+2I-)
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1~3。
操作时,不同pH环境中粒子种类如下图所示:
请回答:
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是______________________________。
②确定操作Ⅱ完全反应的现象是______________________________。
③在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是______________________________。
④若水样的体积为1.0 L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3 mol·L-1的Na2S2O3溶液10 mL,则
水样中ClO2的浓度是________mg·L-1。
金属钒(V)在材料科学上有重要作用,被称为“合金的维生素”。以下是测定矿石中钒的含量的两个反应:
(1)用稀硫酸溶解五氧化二钒(V2O5),得到(VO2)2SO4溶液。写出该反应的化学方程式_________________;
该反应______(选填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(2)用已知浓度的硫酸酸化的H2C2O4溶液,滴定(VO2)2SO4溶液,完成下列离子方程式,方框内填
数字,短线上填写物质的化学式或离子符号。
VO2+ + H2C2O4 + ______ → VO2+ +CO2 ↑ + ______
(3)当收集到标准状况下气体11.2L时,转移的电子数目为 。
(4)甲同学提出:上述反应能否用盐酸酸化?乙同学认为:要回答这个问题还得知道。
A.VO2+和HCl氧化性相对强弱
B.VO2+和Cl2氧化性相对强弱
C.上述均不正确
现有1—20号元素A、B、C、D所对应的物质的性质或微粒结构如下:
①A的原子M层上有6个电子;
②B2+与D—具有相同的电子层结构,且可以相互组合形成常见干燥剂;
③元素C的单质常温为双原子气体分子,其氢化物水溶液呈碱性;
④元素D的最高正化合价为+7价。
请回答下列问题:
(1)B的离子与D的离子相互组合形成的干燥剂的化学式是。
(2)元素C与氢元素形成带一个单位正电荷的离子,为10电子微粒,写出该微粒的电子式(用元素符号表示)。
(3)元素A与元素D相比,非金属性较强的是(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是。
a.常温下A的单质和D的单质状态不同
b.D的氢化物比A的氢化物稳定
c.一定条件下D单质能从A的氢化物水溶液中置换出A单质
d.HD的酸性比HA酸性强
计算题:
把铝、铁混合物1.1 g溶于200 mL 5 mol/L盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6 mol/L (溶液体积变化忽略不计)。
(1)反应中消耗HCl的物质的量mol。
(2)该混合物中铝的质量为g,铁的质量为g。
阅读下列材料后,回答相应问题。
一个体重50Kg的健康人大约含铁2g,这2g铁在人体中不是以单质金属形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。二价铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含二价铁离子的二价铁盐,如硫酸亚铁(FeSO4)。服用维生素C,可使食物中的三价铁离子还原成二价铁离子,有利于铁的吸收。
(1)人体中经常进行
的相互转化,在A过程中,Fe2+做剂,在B过程中,Fe3+做剂。
(2)“服用维生素C,可使食物中三价铁离子还原成二价铁离子。”这句话指出,维生素C在这一反应中做_剂,具有性。
(3)向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体,则其离子方程式为:。
(4)为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如下图所示的一组实验,其中实验结果一定错误的是。(填字母)
| A.④和⑤ | B.只有③ | C.③和④ | D.①②③ |
(5)已知:氧化性Cl2> Br2> Fe3+, 还原性Fe2+>Br— >Cl—,则向0.2 mol·L—1 1L FeBr2溶液中通入标准状况下氯气2.24L,被氧化的粒子是,此反应的离子方程式:。