下图是以氯化钠为例表示的氧化反应、还原反应,以及氧化还原反应实质的示意图。认真分析示意图,总结归纳:什么是氧化反应?什么是还原反应 氧化还原反应的实质是什么?
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硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图所示。电解时阳极区会产生气体,产生气体的原因是。
(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应是。
②用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是。
(3)氢化亚铜是一种红色固体,可由硫酸铜为原理制备
4CuSO4 + 3H3PO2 + 6H2O="4CuH↓" + 4H2SO4 + 3H3PO4。
①该反应中还原剂是(写化学式)。
②该反应每生成1molCuH,转移的电子物质的量为。
(4)硫酸铜晶体常用来制取波尔多液,加热时可以制备无水硫酸铜。将25.0 g胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量,固体质量随温度的升高而变化的曲线如下图。
请分析上图,填写下列空白:
①30℃~110℃间所得固体的化学式是,
②650℃~1000℃间所得固体的化学式是。
煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示:
(1)②中NH3参与反应的化学方程式为。
(2)③中加入的物质可以是(填字母序号)。
a.空气 b.CO c.KNO3d.NH3
(3)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶(),其分子中相邻的C和N原子相比,N原子吸引电子能力更(填“强”或“弱”),从原子结构角度解释原因:。
(4)已知:N2(g) + O2(g)2NO(g)ΔH =" a" kJ·mol-1
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)ΔH =" b" kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g)2H2O(l)ΔH =" c" kJ·mol-1
反应后恢复至常温常压,①中NH3参与反应的热化学方程式为。
(5)用间接电化学法除去NO的过程,如下图所示:
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:。
(I)在甲溶液中通入过量CO2生成乙和另一种具有漂白性的物质,在乙溶液中滴加某钠盐溶液丙可以生成丁溶液(丁溶液呈中性),同时产生无色无味气体。已知:题中所涉及物质皆为中学化学中常见物质。回答下列问题:
(1)甲的化学式为。
(2)写出乙在医疗上的一个用途 。
(3)在乙溶液中滴加丙溶液生成丁溶液的离子方程式为 。
(Ⅱ)固体化合物X由四种常见的短周期元素组成,可用作牙膏中的添加剂。现取39.3g化合物X进行如下实验:
实验结束后得到15.3g固体2和6.0g固体3,且固体1、固体2、固体3都可用作耐高温材料。回答下列问题:
(1)NaOH的电子式为 ,沉淀2的化学式为。
(2)固体X的化学式为。
(3)溶液1中加入足量NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(4)在高温下,固体3中某元素的单质可以与固体1发生置换反应,请写出此反应的化学方程式。
(5)设计一个实验方案比较固体2和固体3中两种不同元素对应单质的活泼性强弱。
(共16分)Ⅰ.CO和H2作为重要的燃料和化工原料,有着十分广泛的应用。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5 kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) △H2= +131.3 kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H= kJ·mol-1。
(2)利用反应CO(g) +H2(g)+O2(g) = CO2(g) +H2O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气(CO和H2物质的量之比为1:1)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源,以石墨作电极电解饱和NaCl溶液,反应装置以及现象如图所示。则有:
①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________ ;
②已知饱和食盐水的体积为1 L,一段时间后,测得左侧试管中气体体积为11.2 mL(标准状况),若电解前后溶液的体积变化忽略不计,而且电解后将溶液混合均匀,则此时溶液的pH为 。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为:
2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。请回答下列问题:
(3)一定温度下,在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时,反应进行到t时刻时达到平衡状态,此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N2)=bmol,且N2占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K= (用只含a、V的式子表示)
②判断该反应达到平衡的标志是____(填序号)
A.v(CO2)生成=v(CO)消耗
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.NO、CO、N2、CO2的物质的量浓度均不再变化
(4)在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示,则:
①有害气体NO的转化率是 ,0~15minCO2的平均反应速率v(CO2)=____(保留小数点后三位)。
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件是 。(填序号)。
A.增加CO的量B.加入催化剂
C.减小CO2的量D.扩大容器体积
X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大,元素Z在地壳中含量最高,J元素的焰色反应呈黄色,Q的最外层电子数与其电子总数比为3:8,X能与J形成离子化合物,且J+的半径大于X—的半径,Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答:
(1)Q元素在周期表中的位置_______________________。
(2)这五种元素原子半径从大到小的顺序为(填元素符号)。
(3)元素的非金属性Z______Q(填“>”或“<”),下列各项中,不能说明这一结论的事实有______(填序号)。
A.Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B.Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C.Z和Q的单质的状态
D.Z和Q在周期表中的位置
(4)Q的氢化物与Z的氢化物反应的化学方程式为__________________________________。
(5)X与Y可形成分子A,也可形成阳离子B,A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反,写出A的电子式_______________;B的水溶液不呈中性的原因____________________________(用离子方程式表示)。
(6)液态A类似X2Z,也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子,则液态A的电离方程式为。
(7)若使A按下列途径完全转化为F:
①F的化学式为_________;
②参加反应的A与整个过程中消耗D的物质的量之比为_________。