(16分)实验室用氯化钠固体配制1.0 mol/L的NaCl溶液500 mL,回答下列问题:
(1)所需仪器为:容量瓶(规格为________)、托盘天平,还需要哪些实验仪器才能完成该实验,请写出: ________________
(2)配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)
A.用30mL水洗涤烧杯2—3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用托盘天平准确称取所需NaCl的质量,放入烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其溶解均匀
C.将已冷却的溶液注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1—2cm处
(3)下列操作对所配溶液的浓度有何影响?(填写字母)偏小的有____________,偏大的有_______,无影响的有_______________________
A.称量时使用了生锈的砝码
B.往容量瓶中移液时,有少量液体溅出
C.定容时仰视刻度线
D.容量瓶未干燥即用来配制溶液
(4)溶液注入容量瓶前需恢复到室温,这是因为 ;
(5)若实验过程中出现如下情况如何处理?加蒸馏水时不慎超过了刻度 ;
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式: 。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式: 。
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是_ 。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放。
①当尾气中空气不足时,NOX在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式: 。
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO <20CaO <38SrO<56BaO。原因是 ,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式: 。
二氧化硫和氮氧化物都是常见的大气污染物,回答下列相关问题。
Ⅰ某温度下氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,涉及如下反应:
i.2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g) △H1<0其平衡常数为K1
ii.2NO2(g)+NaCl(s)
NaNO3(s)+ClNO(g) △H2<0其平衡常数为K2
(1)现有反应4NO2(g)+2NaCl(s)
2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),则此反应的平衡常数K3= (用K1、K2表示),反应热△H3= (用△H1、△H2表示)。
(2)为研究不同条件对反应ii的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO2和足够的NaCl(s),10min时反应ii达到平衡。测得平衡时NO2的转化率α1(NO2) =50%,则:
①10min内υ(ClNO) = ,平衡常数K2= ;
②若其它条件不变,使反应在恒压条件下进行,平衡时NO2转化率为α2(NO2),则:
α1(NO2) = α2(NO2)(填“>”“<”或“=”)。
II除氮氧化物外,SO2也是重要的大气污染物,需要对其进行吸收处理。
(3)若用一定量的NaOH溶液吸收SO2气体后所得吸收液恰好呈中性,下列有关吸收液中粒子关系正确的是 。
| A.c(Na+) = c(HSO3-)+ 2c(SO32-) |
| B.c(Na+) > c(HSO3-) =c(SO32-) > c(H+) = c(OH—) |
| C.2c(Na+) =2c(H2SO3)+2c(HSO3-)+2c(SO32-) |
| D.c(Na+) > c(HSO3—) + c(SO32—) +c(H2SO3) |
(4)工业上也可以用Na2SO3溶液吸收SO2,并用电解法处理吸收后所得溶液以实现吸收液的回收再利用,装置如图所示,则
①工作一段时间后,阴极区溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”);
②写出阳极的电极反应式 。
(14分)氨的合成是最重要的化工生产之一。
Ⅰ.工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:
①用焦炭跟水反应:C(s)+H2O(g)
CO(g) + H2(g);
②用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图,且方法②的反应为吸热反应,则方法②中反应的ΔH =________kJ/moL。
Ⅱ.在3个1L的密闭容器中,同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:
3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)
按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,反应达到平衡时有关数据为:
| 容 器 |
甲 |
乙 |
丙 |
| 反应物投入量 |
3 mol H2、2 mol N2 |
6 mol H2、4mol N2 |
2 mol NH3 |
| 达到平衡的时间(min) |
t |
5 |
8 |
| 平衡时N2的浓度(mol·L-1) |
c1 |
3 |
c2 |
(1)下列能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)甲容器中达到平衡所需要的时间t 5min,表中c1 c2(填“>”、“<” 或“=”)。
(3)用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)。工业生产时,原料气带有水蒸气。图1表示CO2的转化率与氨碳比
、水碳比
的变化关系。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是 。
②测得B点氨的转化率为30%,则x1= 。
Ⅲ.有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图2所示。
电池正极的电极反应式是 ,A是 。
铁及其化合物与生产、生活关系密切。
Ⅰ.为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与蓄电池这样的直流电源的 极(填“正”或“负”)相连。
II.为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。
用图甲所示装置进行第一组实验时:
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是 (填序号)。
| A.石墨 | B.镁 | C.银 | D.铂 |
(2)实验过程中,SO42− (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动
(3)滤纸上发生的化学方程式为: 。
III.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极溶液逐渐变成紫红色:停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:
(4)电解过程中,X极溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH−-4e−=2H2O+O2↑和 。
(6)电解进行一段时间后,若在X极收集到672mL气体,Y电极(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。
利用I2O5可消除CO污染或定量测定CO,反应为:
5CO(g)+I2O5(s)
5CO2(g)+I2(s);ΔH1
(1)已知:2CO(g)+O2(g)
2CO2(g);ΔH2
2I2(s)+5O2(g)
2I2O5(s);ΔH3
则ΔH 1= (用含ΔH2和ΔH3的代数式表示)。
(2)不同温度下,向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2的体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图。请回答:
①从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)= ,b点时化学平衡常数Kb= 。
②下列说法正确的是 。(填字母序号)
| A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态 |
| B.两种温度下,c点时体系中混合气体的平均相对分子质量相等 |
| C.增加I2O5的投料量有利于提高CO的转化率 |
| D.b点和d点的化学平衡常数:Kb<Kd |
(3)将500mL(标准状况)含有CO的某气体样品通过盛有足量I2O5的干燥管,170℃下充分反应,用水—乙醇液充分溶解产物I2,定容到100mL。取25.00mL,用0.0100mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,消耗标准溶液20.00mL,则样品气中CO的体积分数为 。(已知:气体样品中其他成分与I2O5不反应;2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6)