Ⅰ 卤化物和卤酸盐在工业生产中有着重要的作用.某小组为探究其中一些盐的性质,查阅资料并进行实验.查阅资料如下:
①BrO3﹣+6I﹣+6H+=3I2+Br﹣+3H2O
②2BrO3﹣+I2=2IO3﹣+Br2
③IO3﹣+5I﹣+6H+=3I2+3H2O
④2IO3﹣+10Br﹣+12H+=I2+5Br2+6H2O
实验如下:
步骤 |
现象 |
ⅰ.向盛有30mL 0.2mol•L﹣1 KI溶液的锥形瓶中依次 滴入几滴淀粉溶液和足量稀硫酸,再用滴定管逐滴加入KBrO3溶液 |
随着KBrO3溶液滴入,溶液由无色变为 蓝色并逐渐加深,最终保持不变 |
ⅱ.继续向上述溶液中滴入KBrO3溶液 |
溶液的蓝色逐渐褪去 |
请回答:
(1)根据资料中的反应①~④并结合所学知识,判断IO3﹣、BrO3﹣、I2、Br2的氧化性由强到弱的顺序是 ;KBrO3溶液与KBr溶液在酸性条件下反应的离子方程式是 .
(2)若用y表示锥形瓶中含碘物质的物质的量,用x表示所滴入KBrO3的物质的量,在下图中画出上述整个实验过程中y随x的变化曲线(要求:在图中标出终点坐标).
Ⅱ 过碳酸钠中含有少量过氧化钠,甲、乙两位同学各称取一定质量的该样品,并用如下图所示仪器测定样品的纯度.仪器的连接顺序:
甲同学:⑤﹣⑧﹣③﹣⑦﹣④;
乙同学:⑤﹣③﹣②.
已知:过碳酸钠(Na2CO4)、过氧化钠分别跟足量稀硫酸反应的化学方程式如下:
2Na2CO4+2H2SO4═2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O;
2Na2O2+2H2SO4═2Na2SO4+O2↑+2H2O.
(1)甲同学想通过实验测得的数据是 ,他选用的装置 (填序号)是没有必要的.
(2)乙同学想通过实验测得的数据是 .有人认为按他测得的数据计算出的实验结果可能偏高,原因是 ;为了测得准确的实验数据,请你将乙同学的实验设计进行改进,写出你所选用仪器的连接顺序(每种仪器最多使用一次,也可以不用): (填序号).
汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol (条件为使用催化剂)
已知:2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=kJ·mol-1。
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
C(NO)10-4 mol/L |
10.0 |
4.50 |
C1 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
C(NO)10-3 mol/L |
3.60 |
3.05 |
C2 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
则c1合理的数值为(填字母标号)。
A.4.20 B.4.00C.3.50D.2.50
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
则曲线Ⅰ对应的实验编号依次为。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
H2O |
CO |
CO |
H2 |
|||
① |
650 |
2 |
4 |
2.4 |
1.6 |
5 |
② |
900 |
1 |
2 |
1.6 |
0.4 |
3 |
③ |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验组①中以v(CO2)表示的反应速率为,温度升高时平衡常数会(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若a=2,b=1,则c=,达平衡时实验组②中H2O(g)和实验组③中CO的转化率的关系为
α2 (H2O)α3 (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为________________。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.4mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。
SO2、NO是大气污染物。吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
(1)装置Ⅰ中生成HSO3-的离子方程式为。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如图所示。
①下列说法正确的是(填字母序号)。
a.pH=8时,溶液中c(HSO3-) < c(SO32-)
b.pH=7时,溶液中c(Na+) =c(HSO3-)+c(SO32-)
c.为获得尽可能纯的NaHSO3,可将溶液的pH控制在4~5左右
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因:。
(3)装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3-、NO2-,写出生成NO3-的离子方程式。
(4)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示。
①生成Ce4+的电极反应式为。
②生成Ce4+从电解槽的(填字母序号)口流出。
(5)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2-的浓度为a g·L-1,要使1 m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2L(用含a代数式表示,计算结果保留整数).
(13分)某条件下,在2 L密闭容器中发生如下反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)
在三种不同条件下进行,其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800 ℃,实验Ⅲ在850 ℃,NO、O2的起始浓度都为0,NO2的浓度(mol·L-1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题:
(1)实验Ⅱ隐含的反应条件是。
(2)实验II中,从反应开始至达到平衡,用氧气浓度变化表示的化学反应速率为。
(3)800 ℃时,该反应的平衡常数K=,该反应是(填“吸” 或“ 放”)热反应。
(4)若实验Ⅰ中达到平衡后,再向密闭容器中通入2 mol由物质的量之比为1:1组成的NO2与O2混合气体(保持温度不变),此时反应将向进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
(5)NO2、NO是重要的大气污染物,近年来人们利用NH3在一定条件下与之反应而将其转化为无害的参与大气循环的物质,
如:8NH3+6NO27N2+12H2O。若将此反应设计成原电池,融熔K2CO3为电解质,则正极反应方程式为:。
(6)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水,发生如下反应Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3NH4+,一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀已完全。已知当溶液中Al3+恰好沉淀完全时溶液的pH="4.7" ,则Al(OH)3的溶度积常数为(已知:lg2=0.3)。
【化学–选修2:化学与技术】工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是(写化学式),操作I的名称。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层)+nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是。
③中X试剂为。
(3)④的离子方程式为。
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
pH |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
2.1 |
钒沉淀率% |
88.1 |
94.8 |
96.5 |
98.0 |
98.8 |
98.8 |
96.4 |
93.1 |
89.3 |
结合上表,在实际生产中,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为。
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)<。
(已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有和。
研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳 源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________。
a.容器中压强不变
b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度℃ |
起始量/mol[ |
平衡量/mol |
达到平衡所需 时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验2条件下平衡常数K=。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时V正V逆(填“<”,“>”,“=”)。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l)ΔH=-44.0 kJ/mol
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:。
(4)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系;
(5)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________;