【改编】(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程:
mCeO2(m-x)CeO2
xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2
mCeO2+xH2+xCO
上述过程的总反应平衡常数表达式为 。该反应能量转化方式为 。
(2)CH3OH、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为 。该电池反应可获得K2CO3溶液,某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二级水解,则CO32- +H2O
HCO3-+OH-的平衡常熟Kh= 。
(3)氯碱工业是高耗能产业,下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。
①电解过程中发生反应的离子方程式是 ,阴极附近溶液PH (填“不变”、“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO42-含量较高,精制过程需添加钡试剂除去SO42-,证明SO42‾已经完全沉淀的方法是 。
现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-,请写出发生反应的离子方程式 。
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a% b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料电池中正极上发生的电极反应为 。
现有五种可溶性物质A、B、C、D、E,它们所含的阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和五种阴离子Cl-、OH-、NO3-、CO32-、X中的一种。
(已知Al(OH)3具有两性,既可与强酸反应,又可与强碱反应Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]、CO32-与Al3+或Fe3+在水溶液中不能共存,会相互反应产生相应氢氧化物沉淀及CO2气体等)
(1)某同学通过比较分析,认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是_________和_________(填化学式,且相对分子质量最小的写在第一个空);
(2)为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,含X的物质为记C,当C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体;当C与A的溶液混合时产生棕黄色沉淀,向该沉淀中滴入稀HNO3,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解.则:X为_________;
A.SO3- B.SO42- C.CH3COO- D.SiO32-
(3)向B的水溶液中逐滴加入盐酸且边加边振荡,发现基本没有气泡,原因是____________(用离子方程式表示);
(4)将0.02mol的A与0.01mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中,充分反应后,最终所得沉淀的质量为______(保留两位小数)。
(5)将Cu投入到装有D溶液的试管中,Cu不溶解;再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现.则物质D一定含有上述离子中的_________(填相应的离子符号).有关反应的离子方程式为_________;
(6)利用上述已经确定的物质,可以检验出D中的阳离子.请简述实验操作步骤、现象及结论_________;
按要求写出下列反应的化学方程式或离子方程式:
(1)硝酸见光分解的化学方程式__________________________;
(2)氨的催化氧化反应的化学方程式__________________________;
(3)锌与稀硝酸按物质的量比2:5反应的离子方程式__________________________;
(4)NaHCO3溶液与少量Ca(OH)2溶液反应的离子方程式__________________________;
(5)Cu2S与稀硝酸反应产生硝酸铜、硫酸、一氧化氮和水的化学方程式__________________________;
无机化合物可根据其组成和性质进行分类,以下是一组对“一些物质与水反应”的分类图,请按要求填空:
(1)上述分类中,分成A、B两组的依据是____________________;
(2)C组物质与水反应的离子方程式为____________________;
(3)D组物质与水反应中,氧化剂和还原剂物质的量之比为1:1的物质有____________________;
已知:相关物质的溶度积常数见下表:
物质 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)3 |
CuCl |
CuI |
Ksp |
2.2×10-20 |
2.6×10-39 |
1.7×10-7 |
1.3×10-12 |
现有某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl2,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,按如图步骤进行提纯:
(1)最适合作氧化剂X的是_________(填字母),加入X的目的是 。
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
加入的物质Y是____________(填化学式),调至溶液pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=__________。过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.36 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.1000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。(I2+2S2O32- ="==" S4O62-+2I-)
①可选用___________作滴定指示剂。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为_________________________。
③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为______________。(请写出计算过程)
50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是_______________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是_________________________。
(3)实验中改用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比较,所放出的热量__________(填“相等”或“不相等”),中和热__________(填“相等”或“不相等”),理由是______________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会____________。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(5)完整地做一次这样的实验,需测定_________次温度。
(6)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值_________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”