硫化氢(H2S)是一种有毒的可燃性气体,用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池,其总反应式为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。
(1)该电池工作时正极应通入 。
(2)该电池的负极电极反应式为: 。
(3)该电池工作时负极区溶液的pH (填“升高”“不变”“降低”)
(4)有人提出K2SO3可被氧化为K2SO4,因此上述电极反应式中的K2SO3应为K2SO4,某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验,以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用,请帮助该小组完成实验方案设计。
0.01mol·L-1KMnO4酸性溶液,1mol·L-1HNO3,1mol·L-1H2SO4,1mol·L-1HCl,0.1mol·L-1Ba(OH)2,0.1 mol·L-1 BaCl2。
实验步骤 |
实验现象及相关结论 |
①取少量电解质溶液于试管中,用pH试纸测其pH。 |
试纸呈深蓝色,经比对溶液的pH约为14,说明溶液中有残余的KOH。 |
②继续加入( )溶液,再加入( )溶液,振荡。 |
若有白色沉淀产生,则溶液中含有K2SO4。 若无白色沉淀产生,则溶液中没有K2SO4 |
③另取少量电解质溶液于试管中,滴入2~3滴0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液,振荡 |
( ) |
(5)若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH 56g,取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤洗涤沉淀,将沉沉在空气中充分加热至恒重,测得固体质量为11.65g,计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度( )。(结果保留四位有效数字,假设溶液体积保持不变,已知:M(KOH)=56,M(BaSO4)=233,M(BaSO3)=217)
X、Y、Z为常见的三种单质,Z是绿色植物光合作用的产物之一,A、B为常见化合物。它们在一定条件下可发生如图所示的反应(均是在非溶液中进行的反应):
(1)画出Z的原子结构示意图;
(2)当X为金属,Y为非金属时,A可能的电子式为或;
(3)当X为非金属,Y为金属时,X可能的化学式为或;
(4)当X与Y均为金属时,写出X与A反应的化学方程式;
(5)当X与Y均为非金属时,若X与Y同主族,写出X与A反应的化学方程式;若X与Y不在同一主族,写出X与A反应的化学方程式。
已知①氯水和溴水能将Fe2+氧化成Fe3+,而碘水不能;②Fe3+可以使KI-淀粉试液变蓝色。
⑴向100mL FeBr2溶液中通入标况下体积为3.36L的Cl2,充分反应后测得溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相等,则原FeBr2溶液的物质的量浓度为;
⑵向含1 molFeI2和2mol FeBr2溶液中通入3 mol Cl2后,溶液中所含各种离子的个数之比是;
⑶向含a molFeI2和bmol FeBr2溶液中通入c mol Cl2,若要保证溶液中含有两种阳离子,c的取值范围是。
T、X、Y、Z、Q、R、W为周期表前四周期元素,原子序数依次递增。已知:
①W的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;
②T原子所处的周期数、族序数分别与其原子序数相等;
③X的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子数相同;
④Z的基态原子价电子排布为ns2npn+2;
⑤在该元素所在周期中,Q的基态原子的第一电离能最小;
⑥R的单质常温常压下是气体,其基态原子的M层上有1个未成对的p电子;
(1)X、Y、Q三种元素的电负性由大到小的顺序是(用元素符号表示)。
(2)Y的氢化物分子间能形成氢键,R的氢化物分子间不易形成氢键,原因是。
(3)W的基态原子的外围电子排布式为,该元素与元素X、Y能形成的[W(XY)4]2-离子中,含有的化学键是。
a.离子键b.极性键c.非极性键d.配位键
(4)T、X、Z三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常见的有害气体,它的分子式为XT2Z,分子空间构型为平面三角形,则该分子中中心原子采取杂化,1molM分子中σ键和π键的个数比为。
(5)X与Y原子结合形成的X3Y4晶体,其晶体结构与金刚石类似,但硬度比金刚石大,请解释原因是。
(6)WR的晶胞结构如图所示,阴离子周围最近的阳离子有个;
WR晶体的密度为ag·cm-3,则晶胞的体积是(只要求列出计算式)。
二甲醚(CH3OCH3)被称为21世界的新型燃料,在未来可能替代汽油、液化气、煤气等并具有优良的环保性能。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-90.7kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g) +H2O(g)△H2=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ·mol-1
(1)若要增大反应①中H2的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为。
A.加入某物质作催化剂 | B.加入一定量CO |
C.反应温度降低 | D.增大容器体积 |
(2)在某温度下,若反应①的起始浓度分别为:c(CO)=1 mol/L,c(H2)=2.4 mol/L,5 min后达到平衡,CO的转化率为50%,则5 min内CO的平均反应速率为;若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4 mol/L,c(H2)=a mol/L;达到平衡后,c(CH3OH)=2 mol/L,a=mol/L。
(3)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=;830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(4)二甲醚的燃烧热为1455 kJ·mol-1,则二甲醚燃烧的热化学方程式为
。
(5)“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源,其工作原理如图所示。b电极是极,写出a电极上发生的电极反应式。
已知5种元素的原子序数的大小顺序为C > A > B > D > E, A、C同周期,B、C同主族,A与B形成的离子化合物A2B中,所有离子的电子数相同,其电子总数为30;D和E可形成4核10电子分子,请回答:
(1)写出元素符号:AC
(2)写出电子式:D元素的单质;B与E形成的化合物;
(3)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程