(8分)甲醇是一种优质燃料,可制作燃料电池。
(1)工业上可用下列两种反应制备甲醇:
①CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1 ②CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
已知:③2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) ΔH3。则2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 的反应热
ΔH=______(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH4。
一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则ΔH4______0,P1_________P2
(填“<”、“>”或“=”)
某实验小组设计如图b所示的甲醇燃料电池装置,工作一段时间后,溶液的PH (填增大、 减小、不变)。负极的电极反应式为_______ ____。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需进一步采用电解法精制。粗铜电解得到精铜的的电解池中,阳极材料是 ;阴极材料是 ;阳极泥为:
(14分)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。
(1)用电离方程式解释NaHC2O4溶液显酸性的原因:;
(2)常温下,向10 mL 0.01 mol/L NaHC2O4溶液中滴加10mL 0.01 mol/L NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系,用>连接:;
(3)配平以下氧化还原反应方程式:
(4)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250 mL 溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。
①第一份溶液中加入2滴酚酞试液,滴加0.25 mol/L NaOH 溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H+ 的物质的量为mol;
②第二份溶液滴加0.10 mol/L 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全,该溶液中还原剂的物质的量为_________mol。
③原试样中H2C2O4·2H2O的物质的量为_______ mol,KHC2O4的质量分数为________。
(1)在一体积为10L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:
CO(g)十H2O(g)CO2(g)十H2 (g),△H<0。CO和H2O浓度变化如下图,则0~4min的平均反应速率υ(CO)=mol/(L·min),此时该反应的平衡常数为。
(2)T ℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3min~4min之间反应处于状态;c10.08 (填 “>”、“<”或“=”)。
②反应在4min~5min间,平衡向逆方向移动,可能的原因是(填序号,下同),表中5min~6min之间数值发生变化,可能的原因是。
a.增加了水蒸气的量 b.降低温度
c.使用催化剂 d.增加氢气的浓度
CuSO4溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂。
(1)某同学配制CuSO4溶液时,向盛有一定量硫酸铜晶体的烧杯中加入适量的蒸馏水,并不断搅拌,结果得到悬浊液。他认为是固体没有完全溶解,于是对悬浊液加热,结果发现浑浊更明显了,随后,他向烧杯中加入了一定量的溶液,得到了澄清的CuSO4溶液。
(2)该同学利用制得的CuSO4溶液,进行以下实验探究。
①图一是根据反应Zn + CuSO4== Cu + ZnSO4设计成的锌铜原电池。Cu极的电极反应式是,盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液,电池工作时K+向移动(填“甲”或“乙”)。
②图二中,Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜,则b处通入的是(填“CH4”或“O2”),a处电极上发生的电极反应式是;当铜电极的质量减轻3.2g,则消耗的CH4在标准状况下的体积为L。
(3)反应一段时间后,燃料电池的电解质溶液完全转化为K2CO3溶液,以下关系正确的是。
A.c(K+)+c(H+)=c(HCO3-)+ c(CO32-)+c(OH-) |
B.c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3) |
C.c(K+)>c(CO32-)>c(H+)>c(OH-) |
D.c(K+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-) |
E.c(K+)= 2c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)
X、Y、Z、W是短周期的四种元素,有关他们的信息如下表所示。
元素 |
部分结构知识 |
部分性质 |
X |
X的单质由双原子分子构成,分子中有14个电子 |
X有多种氧化物,如XO、XO2、X2O4等;通常情况下XO2与X2O4共存 |
Y |
Y原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半 |
Y能形成多种气态氢化物 |
Z |
Z原子的最外层电子数多于4 |
Z元素的最高正化合价与最低负化![]() |
W |
W原子的最外层电子数等于2n-3(n为原子核外电子层数) |
化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn+ |
填写下列空白:(提示:不能用字母X、Y、Z、W作答)
(1)X的气态氢化物分子的电子式是,Z元素在周期表中的位置是。
(2)X、Y、Z三元素的最高价氧化物的水化物酸性由强到弱的顺序是。
(3)常温时,W的硫酸盐溶液的pH7(填“=”、“>”或“<”),理由是:(用离子方程式表示)。
(4)实验室用X的氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是(用离子方程式表示)。
(5)25℃、101 kPa时,32 g Y的最低价气态氢化物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出1780.6 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式。
有一包白色固体,可能是NaCl、K2CO3、Na2SO4和BaCl2中的一种或几种。将此白色固体溶解于水时,有白色沉淀生成,过滤后,滤液为无色。
①将部分沉淀移入试管中,加入稀硝酸,沉淀完全溶解,且有气体生成。
②在滤液中滴入几滴AgNO3溶液,有白色沉淀生成,再加入稀硝酸,沉淀不溶解。
(1)通过上述实验现象分析:该白色固体中一定含有的物质为_______,不可能含有的物质为_______。
(2)试写出有关反应的离子方程式:
①______________________________;②______________________________;
③______________________________。