中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。
(1)该电池工作时,b口通入的物质为____________,c口通入的物质为__________。
(2)该电池负极的电极反应式为_________________。
(3)工作一段时间后,当6.4 g甲醇完全反应生成CO2时,有__________NA个电子转移。
(4)若将a口排放出的1.12L气体,通入到5L0.015mol·L-1NaOH溶液中完全反应。反应后的溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(10分)高铁酸钾(K2FeO4)具有很强的氧化性,是一种新型的高效水处理剂。
(1)高铁酸钾具有强氧化性的原因是。
(2)高铁酸钾是一种理想的水处理剂,其处理水的原理为,_________。
(3)制备K2FeO4可以采用干式氧化法或湿式氧化法。
①干式氧化的初始反应是2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,该反应中每生成2 mol Na2FeO4时转移电子mol。
②湿式氧化法的流程如下图:
上述流程中制备Na2FeO4的化学方程式是:。
(4)高铁电池是正在研制中的可充电电池,下图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出的高铁电池的优点有。
A、B、C、D均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的关系如下图所示(部分产物已略去)
(1)若A为金属单质,D是某强酸的稀溶液,则反应C+D→B的离子方程式为____________。
(2)若A、B为盐,D为强碱,A的水溶液显酸性,则①C的化学式为________________。
②反应B+A→C的离子方程式为____________________________。
(3)若A为强碱,D为气态氧化物。常温时,将B的水溶液露置于空气中,其pH随时间t变化可能如上图的图b或图c所示(不考虑D的溶解和水的挥发)
①若图b符合事实,则D为________(填化学式),此时图b中________7(填“﹥”“﹤”“=”)。若图c符合事实,则其pH变化的原因是_____________(用离子方程式表示)。
(4)若A为非金属单质,D是空气的主要成分之一。它们之间转化时能量变化如上图a,请写出1molA和D反应生成C的反应热为ΔH=________________。
2010年8月7日,甘肃甘南藏族自治州舟曲县发生特大泥石流,造成大量人员伤亡,其中饮用水安全在灾后重建中占有极为重要的地位,某研究小组提取三处被污染的水源进行了如下分析:并给出了如下实验信息:其中一处被污染的水源含有A、B两种物质,一处含有C、D两种物质,一处含有E物质,A、B、C、D、E五种常见化合物都是由下表中的离子形成的:
阳离子 |
K+、Na+、Cu2+、Al3+ |
阴离子 |
SO42—、HCO3—、NO3—、OH- |
为了鉴别上述化合物,分别完成以下实验,其结果是:
①将它们溶于水后,D为蓝色溶液,其他均为无色溶液
②将E溶液滴入到C溶液中,出现白色沉淀,继续滴加沉淀溶解
③进行焰色反应,只有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃)
④在各溶液中加入Ba(NO3)2溶液,再加入过量稀硝酸,A中放出无色气体,C、D中产生白色沉淀
⑤将B、D两溶液混合,未见沉淀或气体生成
根据上述实验现象填写下列空白:
(1)写出化学式:A、B________、C、D________。
(2)将含1 mol A的溶液与含1 mol E的溶液反应后蒸干,仅得到一种化合物,该化合物为____。
(10分)以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备二氧化氯气体,再用水吸收获得二氧化氯溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成ClO2气体的纯度,且会影响ClO2气体的吸收率。具体情况如下图所示。请回答下列问题:
(1)由图可知,反应时需要控制的适宜温度是℃。
(2)黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3—氧化成SO42—,写出制备二氧化氯的离子方程式。
(3)某校化学学习小组拟以“m(ClO2)/m(NaClO3)”作为衡量ClO2产率的指标。若取NaClO3样品质量6.0g,通过反应和吸收可得500mLClO2溶液,取出25.00mL,加入42.00mL0.500mol·L—1(NH4)2Fe(SO4)2 溶液充分反应,过量Fe2+再用0.0500mol·L—1K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗20.00mL。反应原理如下:
4H++ClO2+5Fe2+==Cl—+5Fe3++2H2O
14H++Cr2O72—+6Fe2+ ==2Cr3++6Fe3++7H2O
试计算ClO2的“产率”(请写出计算过程)。
三氯化铬是化学合成中的常见物质,三氯化铬易升华,在高温下能被氧气氧化。制备三氯化铬的流程如下图所示:
(1)重铬酸铵分解产生的三氧化二铬(Cr2O3难溶于水)需用蒸馏水洗涤,如何用简单方法判断其已洗涤干净?。
(2)已知CCl4沸点为76.8℃,为保证稳定的CCl4气流,适宜的加热方式是。
(3)用下图装置制备CrCl3时,
反应管中发生的主要反应为: Cr2O3+3CCl4==2CrCl3+3COCl2,则向三颈烧瓶中通入N2的作用为:
①;
②。
(4)样品中三氯化铬质量分数的测定:称取样品0.3000g,加水溶解并定容于250mL容量瓶中。移取25.00mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,加热至沸后加入1g Na2O2,充分加热煮沸,适当稀释,然后加入过量2mol·L–1H2SO4至溶液呈强酸性,此时铬以Cr2O72–存在,再加入1.1g KI,加塞摇匀,充分反应后铬以Cr3+存在,于暗处静置5min后,加入1mL指示剂,用0.0250mol·L–1标准Na2S2O3溶液滴定至终点,平行测定三次,平均消耗标准Na2S2O3溶液21.00mL。(已知:2Na2S2O3+I2 == Na2S4O6+2NaI)
①滴定实验可选用的指示剂名称为,判定终点的现象是;若滴定时振荡不充分,刚看到局部变色就停止滴定,则会使样品中无水三氯化铬的质量分数的测量结果(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
②加入Na2O2后要加热煮沸,其主要原因是。
③加入KI时发生反应的离子方程式为。
④样品中无水三氯化铬的质量分数为。(结果保留一位小数)