氧化还原反应是化学反应中的基本反应之一,研究氧化还原反应,对人类的进步 具有极其重要的意义。
I.某化学兴趣小组为探究Ag+和Fe3+氧化性,设计了如下实验:
第一步:将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。
第二步:为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验。可选用的试剂:KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、氯水。请完成下表:
操 作 |
现象 |
结论 |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加人KSCN溶液,振荡 |
(1) |
存在Fe3+ |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入 (2) ,振荡 |
(3) |
存在Fe2+ |
【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+,氧化性:Ag+ Fe3+(填“大于”或“小于”)。
Ⅱ.生物质混煤燃烧是当今能源燃烧利用的最佳方式之一,但生物质中氯含量较多,燃烧过程中会形成金属氯化物(如NaCl)和Cl2等物质,对金属炉壁造成腐蚀。
(1)NaCl和Cl2中化学键的类型分别是 和 。
(2)燃煤过程中生成的SO2会与NaCl等物质发生反应,生成硫酸盐和Cl2。若生成Cl2 22.4 L(标况)时转移电子数为4×6.02×1023,该反应的化学方程式是 。
Ⅲ.将32 g铜与l40 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答:
①待产生的气体全部释放后,向溶液加入V mL amol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。(用含V、a的式子表示)
②欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要H2O2的质量为 g。
铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O), 为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH,见下表:
Fe3+ |
Fe2+ |
Cu2+ |
|
氢氧化物开始沉淀时的pH |
1.9 |
7.0 |
4.7 |
氢氧化物完全沉淀时的pH |
3.2 |
9.0 |
6.7 |
请回答下列问题:
(1)得到溶液II,需加入氧化剂X, 最适合作氧化剂X的是。
A.K2Cr2O7B.NaClOC.H2O2D.KMnO4
(2)加入氧化剂X的目的是。
(3)为了除去Fe3+,需加入物质Y调节溶液的PH值为
(4)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体?(填“能”或“不能”)。若能,不用回答;若不能,回答该如何操作?。
(5)已知Fe(OH)3的Ksp=1×10-35mol4/L4;若Fe3+沉淀完全时,在溶液中Fe3+的浓度为1×10-5mol/L,则此时溶液的PH最小为.
(10分)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中的溶质足量),当闭合该装置的电键K时,观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
(1)甲池为________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”),A电极的电极反应式为_____________。
(2)丙池中F电极为________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池总反应的化学方程式为____________________________________________________________。
(3)当乙池中C极质量减轻4.32 g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况)。
(4)一段时间后,断开电键K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是________(填字母)。
A.Cu | B.CuO | C.Cu(OH)2 | D.Cu2(OH)2CO3 |
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H2为原料生产二甲醚CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应:
①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) △H1=-Q1 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-Q2 kJ·mol-1
③ CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H3=-Q3 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)新工艺的总反应3H2(g)+ 3CO(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g)的热化学方程式为_________。
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)CH3OH (g) △H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①由表中数据判断ΔH0 (填“>”、“=”或“<”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是
A.体系的压强不变B.密度不变
C.混合气体的相对分子质量不变 D.c(CO)=c(CH3OH)
②某温度下,将 2mol CO和 6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,计算此温度下的平衡常数K=。
(3)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产,在恒容密闭容器中冲入一定量N2和H2后,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图。请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为。
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度,请在下图中画出实验I和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
某课外小组研究铝土矿中Al2O3的含量。查阅资料得知,铝土矿的主要成分是Al2O3,杂质是Fe2O3、SiO2等。从铝土矿中提取Al2O3的过程如下:
(1)固体B的主要用途有(写出1条即可)。
(2)第①步,向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,发生反应的离子方程式是:
;。
(3)第③步中,生成氢氧化铝的离子方程式是。
(4)工业上制取AlCl3用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应,每消耗0.5 mol碳单质,转移1 mol电子,反应的化学方程式是_________________________________________________________。
(5)将实验过程中所得固体精确称量。课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,则该铝土矿中Al2O3的质量分数是________。(保留一位小数)
已知钙的金属活泼性介于钾和钠之间,其化学性质与钠相似。钙及其化合物的有关反应如下:
①Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑②CaO+H2O=Ca(OH)2 ③CaO+CO2=CaCO3
④CaO2+H2O=(未配平)⑤2CaO2+2CO2=2CaCO3+O2
结合所学知识完成下列问题:
(1)写出上述④的化学方程式:;
(2)用单线桥标出反应①的电子转移方向和数目:Ca+2H2OCa(OH)2+H2↑
(3)写出以钙为原料制取过氧化钙(CaO2)的化学方程式:;
(4)在CaO2的水溶液中,滴入酚酞溶液,预期的实验现象可能是。