钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量,反应原理为:
2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+
(1)基态锰原子的价电子排布式为 。
(2)上述反应涉及的元素属于同主族元素,其第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(3)已知H2S2O8的结构如图。
①H2S2O8硫原子的轨道杂化方式为 。
②上述反应中被还原的元素为 。
③上述反应每生成1 mol MnO4-,S2O82- 断裂的共价键类型及其数目为 、 。
(4)一定条件下,水分子间可通过氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构,其中的多面体孔穴中可包容气体小分子,形成笼形水合包合物晶体。
①右图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子),其包含的氢键数为 ;
②实验测得冰中氢键的作用能为18.8kJ·mol-1,而冰的熔化热为5.0kJ·mol-1,其原因可能是 。
(5)MnO2可用于碱锰电池材料的正极材料,加入某种纳米粉体可以优化碱锰电池的性能,该纳米粉体的结构如右图。该纳米粉体的化学式为__________。
(6)铑(Rh)与钴属于同族元素,性质相似。铑的某配合物的化学式为CsRh(SO4)2·4H2O,该物质易溶于水,向其水溶液中加入一定浓度的BaCl2溶液,无沉淀生成,该盐溶于水的电离方程式为 。
17.(10分) 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l )的燃烧热分别为-285.8 kJ·mol-1 、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1) 用太阳能分解10 mol水消耗的能量是kJ;
(2) 甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为;
(3) 在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300℃):
下列说法正确的是(填序号)
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大
(4) 在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为,则容器内的压强与起始压强之比为.
16.下列反应在210℃时达到平衡:
①PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g); △H1>0 K1=1mol·L—1
②CO(g)+Cl2(g)COCl2(g);△H1<0 K2=5×104L·mol—1
③COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)
(1)反应③的平衡常数K3 =。
(2)要使反应①和反应②的K数值相等,可采取的措施是(填序号)。
A.降低反应①、②体系中Cl2浓度 |
B.反应①、②选择不同的催化剂 |
C.反应①、反应②同时升高温度 |
D.反应①、反应②同时降低温度 |
E.反应①降低温度,反应②维持210℃
15、(4分) 一定温度下,A、B两瓶乙酸的浓度分别是1 mol/L和0.1 mol/L,则A、B两瓶乙酸溶液中[ H+ ]之比10(填 “<”、“>”或“=”),并简述理由。
20.(12分)ZnMnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________。电池工作时,电子流向________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是__________________。
欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a.NaOHb.Znc.Fed.NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_________ ___。若电解电路中通过2 mol电子,MnO2的理论产量为________g。
19.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度 / ℃ |
25 |
t1 |
t2 |
水的离子积常数 |
1×10-14 |
α |
1×10-12 |
试回答下列问题:
(1)若25<t1<t2,则α________1×10-14(填“>”“<”或“=”),作出此判断的理由是____________。
(2)25℃下,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4 mol·L-1,取该溶液1 mL,加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c (Na+)∶c (OH-)=________
(3)t2℃下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=____________。此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是____________________。