(17分)二甲醚是一种重要的清洁燃料。合成二甲醚是解决能源危机的研究方向之一。
(1)用CO2和H2可以合成二甲醚(CH3OCH3)
(2)已知在一定温度下,以下三个反应的平衡常数为k1、k2、k3:
(3)二甲醚(CH3OCH3)燃料电池可以提升能量利用率。利用二甲醚酸性介质燃料电池电解100mL 1mo1 的食盐水(惰性电极),电解一段时间后,收集到标况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)
①二甲醚燃料电池的负极反应式为_____________。
②电解后溶液的PH=_________________________
(4)工业合成氨的反应为:mol-1
已知合成氨反应在某温度下2L的密闭绝热容器中进行,测得数据如下表:
根据表中数据计算:
①0 min~1 min内N2的平均反应速率为_________
②该条件下反应的平衡常数k=________(保留两位小数)
③反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2、NH3各1mol,
化学平衡向_______(填“正向”、“逆向”或“不移动”),该反应的平衡常数k___________(填“变大”“减小”或“不变”)
(5)常温下,将0.2molHCOOH和0.1mol
NaOH溶液等体积混合,所得溶液的PH<7,说明HCOOH的电离程度____________HCOONa的水解程度(填“大于”或“小于”)。
该溶液中[HCOOH]-[OH-]+[H+]=______mol
如下图所示,A、E为石墨电极,B、F为铁片电极。按要求回答下列问题。
(1)打开K2,合并K1。B为极,A的电极反应为,最终可观察到的现象是,
涉及的化学反应方程式有:
。
(2)打开K1,合并K2。
F为极,F极的电极反应为,
电解过程中,观察到溶液的现象是。
电解原理常应用于工业生产
(1)火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等),其性能远不能达到电气工业的要求,工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时,若用硫酸铜溶液作电解液,粗铜接电源 极,电极反应为 ;通电一段时间后,溶液中铜离子浓度将 (增大,不变,减少)。
(2)工业上用电解饱和食盐水的方法可制得烧碱、氯气、氢气。电解时,总离子反应
式为 ;电解时所需的精制食盐水,通常在粗盐水
加入某些试剂(现提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液来、BaCl2
溶液、Ba(NO3)2溶液、盐酸)除去其中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-杂质离子,选出试剂,
按滴加的先后顺序为 (填所加试剂的化学式)。
(3)为了避免产物相混合发生副反应,工业上采用离子交换膜法电解食盐水。下图为阳离
子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。
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下列说法中正确的是
A.从E口逸出的气体是H2 |
B.从B中加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性 |
C.标准状况下每生成22.4L Cl2,便产生2mol NaOH |
D.向电解后的阴极溶液中加适量盐酸,可以 |
恢复到电解前的物质的浓度
如右图所示,常温下电解5 min后,铜电极质量增加2.16g。
试回答:
(1)电源电极X名称为(填“正极”或“负极”),B中铜电极的名称。
(2)电解池B中阳极的电极反应式是。
(3)若A中KCl溶液的体积是200mL,电解后溶液的
PH=(忽略电解前后溶液体积的变化)。
若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同,应
加入。
电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,
装有电解液a;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)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同
时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①Y电极上的电极反应式为,
检验该电极反应产物的方法是。
②电解池中X极上的电极反应式为。
在X极附近观察到的现象是。
③电解一段时间后,若收集到H2为2L,则同样条件下收集的Cl22L(填“>”“<”“=”),
原因是。
(2)如果在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,电解液a选用CuSO4溶液,请回答:
①X电极对应的金属是______(写元素名称),其电极反应式。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二
者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为________________mol。
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因
。
肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,用作火箭燃料。
(1)32.0g该液态化合物在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量624kJ(25°C,101kPa),则肼完全燃烧的热化学方程式 。
(2)肼——空气燃料电池是一种无污染的清洁的碱性燃料电池,电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。该电池放电时,作负极的燃料是 (填化学式);正极的电极反应式是 。
(3)右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假设使用肼一空气燃烧电池作为本过程中的电源,锌片的质量
变化是128g,则肼一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_____L
(假设空气中氧气体积含量为20%)