(10分)目前工业上有一种用CO2来生产燃料甲醇的方法,可以将CO2变废为宝。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=_1275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=_556.0kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___________________。
(2)某同学利用甲醇(酸性)燃料电池为电源,设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图)。通电后,下图竖直装置下端B极上有大量气泡产生,溶液中产生大量的Fe(OH)2白色沉淀,且较长时间不变色。则电源中b极为______极(填“正”或“负”),其电极反应式为__________________,装置上端A极电极材料是: ____(填化学式),B电极上的电极反应式为____________。
(3)利用电解法在铁制品上镀铜可以防止铁被腐蚀,以下说法正确的是_____。
a.电镀时,通常用铜做阳极,可溶性铜盐作电解质溶液
b. 电镀过程中,维持电流恒定,温度升高,电解反应速率加快
c.电镀过程中,电能全部转化为化学能
d.电镀过程中,铜离子向阴极移动,发生还原反应
(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,3.20gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量62.4kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是。
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时:正极的电极反应式是。负极的电极反应式是__。
(3)下图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化128g,则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气L(假设空气中氧气体积含量为20%)。
(4)传统制备肼的方法是以NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是。
(11分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,其中a为电解质溶液, X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)X的电极名称是。
(2)若X、Y都是惰性电极,a是硫酸钠溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴石蕊试剂,一段时间后,在X极附近观察到的现象是,Y极上的电极反应式为。
(3)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,电解一段时间后,阳极上产生气体的体积为0.224L(标准状况下),则阴极上析出金属的质量为g。
(4)若要用该装置电解精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是
,Y电极的材料是。
(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银,应该选择的方案是。
方案 |
X |
Y |
a溶液 |
A |
银 |
石墨 |
AgNO3 |
B |
银 |
铁 |
AgNO3 |
C |
铁 |
银 |
Fe(NO3)3 |
D |
铁 |
银 |
AgNO3 |
恒温时,将2molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中发生反应: 2A(g) + B(g) xC (g) + D(s)C500解质。,10s时,测得A的物质的量为1.7mol,C的反应速率为0.0225mol·L—1·s—1;40s时反应恰好处于平衡状态,此时B的转化率为20%。请填写下列空白:
(1)x =
(2)从反应开始到40s达平衡状态,A的平均反应速率为
(3)平衡时容器中B的体积分数为
(4)该温度下此反应的平衡常数表达式为数值是
(5)下列各项能表示该反应达到平衡状态是
A.消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2∶1
B.容器中A、B的物质的量 n(A)∶n(B) =2∶1
C.气体的平均相对分子质量不再变化
D.压强不再变化
E.气体密度不再变化
(6)在相同温度下,若起始时c(A)="5" mol·L-1,c(B)=6mol·L-1,反应进行一段时间后,测得A的浓度为3mol·L-1,则此时该反应是否达到平衡状态(填“是”与“否”),此时v(正)v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。
钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)工业用热还原法炼铁,写出由CO还原赤铁矿(主要成分为Fe2O3)的化学方程式:
_______________________________________。
(2)铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈(Fe2O3•x H2O),写出铁发生电化学腐蚀时负极的电极反应:____________________________________________。
(3)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,
溶液中发生的化合反应的离子方程式______________________________。
(4)下列各个装置中铁棒被腐蚀由难到易的顺序是_______________________(填字母) 。
(5)写出两种防护铁生锈的方法。
臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:
(1)在一定条件下,有aL氧气和臭氧的混合气体,当其中的臭氧完全转化为氧气,体积变为1.2aL,原混合气体中氧气的质量分数为。
(2)若在标况下,在臭氧发生器中装入100mL氧气,最后体积为95mL。最终状态时混合气体的密度是g/L。(保留一位小数)
(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L(标准状况)通入盛有20.0g铜粉的反应器中,充分加热后,粉末的质量变为21.6g。原混合气中臭氧的体积分数为__________________。