氢气作为新能源有很多优点,制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。
I.制氢:铁酸锌(ZnFe 2O 4)可用于循环分解水制氢,其反应可表示为:
6ZnFe 2O 4 6ZnO+4Fe 3O 4+O 2↑;3ZnO+2Fe 3O 4+H 2O
3ZnFe 2O 4+H 2↑
(1)ZnFe 2O 4中Fe的化合价为 。
(2)该循环制氢中不断消耗的物质是 (填化学式),得到H 2和O 2的质量比为 。
(3)氢气作为新能源的优点有 (任写一点)。该循环法制氢的不足之处是 。
Ⅱ.贮氢:合金Mg 2Cu是一种潜在的贮氢材料,高温时在氩气保护下,由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金,其化学方程式为:2Mg 2Cu+3H 2 3MgH 2+MgCu 2
(4)熔炼制备Mg 2Cu合金时,通入氩气的目的是 。
(5)氢化物MgH 2与水反应生成一种碱,并释放出H 2. 其化学反应方程式为 。
(6)11.2g Mg 2Cu完全吸氢后所得混合物与过量盐酸反应,放出H 2的质量为 g。
实验利用如图所示装置进行相关实验,请回答问题
(1)写出标有序号①仪器的名称 。
(2)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气可选择的装置组合是 。写出该反应的化学方程式 。用此方法制取氧气的实验步骤有:①在试管中加入药品并固定好装置:②把导管移出水面;③点燃酒精灯加热,当气泡连续均匀冒出时开始收集;④熄灭酒精灯;⑤检查装置的气密性。下列排序正确的是 。
A.①⑤③②④
B.⑤①③②④
C.①⑤③④②
D.⑤①③④②
(3)实验室制取二氧化碳的药品是 。图F是某同学利用塑料瓶和其他用品设计的二氧化碳的发生装置,该设计与B装置比较除了废物利用的优点外,请另写出一个优点 。
某兴趣小组提供了一些气体制备和收集的实验装置,如图所示:按要求回答下列问题:
(1)a仪器的名称是 。
(2)若要用过氧化氢溶液和二氧化锰为原料制取氧气,应选用的发生装置为 (填字母编号),若要收集到干燥的氧气则收集装置为 (填字母编号)。
(3)用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气,其中二氧化锰是催化剂,反应的化学方程式为 ,为了证明二氧化锰的催化作用,进行了如下实验。
①加热ag氯酸钾
②加热ag氯酸钾和bg二氧化锰混合物,充分反应后,将剩余固体进行溶解、 、洗涤…称量。
为了直观对比实验①、②产生氧气的快慢,应用装置 (填字母编号)收集氧气。
若①氯酸钾的分解速率比②明显减慢,且②中后称得固体质量为 g,则证明二氧化锰作催化剂。
(1)"84消毒液"是现在家庭中常用的消毒剂和漂白剂(能使酸碱指示剂等有机色素褪色的物质),它的有效成分是NaClO."84消毒液"属于 (填"纯净物"或"混合物"),该消毒液呈碱性,我们 (填"能"或"不能")用pH试纸来测此溶液的pH,原因是 。(若"能"此空可不填)
(2)"84消毒液"制取原理为:Cl 2+2NaOH=NaClO+X+H 2O,则X的化学式为 。观察上述反应中物质及化合价变化的特点,硫与氢氧化钠溶液在加热条件下的反应与此类似,请填出空白处的物质的化学式:S+NaOH Na 2SO 3+ +H 2O(未配平)
(3)若配制"84消毒液"需要100g质量分数为a%的NaOH溶液,实验室配制该NaOH溶液,需要用到图中的玻璃仪器为 (填字母编号)。在配制过程量取水时,若仰视读数,会导致所配溶液溶质质量分数 (填"偏大"、"偏小"或"不变")。
某化学兴趣小组的同学在对稀盐酸、氢氧化钠、碳酸钠的化学性质进行探究的过程中遇到"异常"现象。
现象一:向试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液,再滴入2~3滴酚酞溶液,氢氧化钠溶液变红色;然后振荡试管,发现红色消失。
【提出问题】红色为什么会消失?
【猜想】(1)氢氧化钠溶液的量少了;(2)酚酞溶液的量少了;(3) 。
【查阅资料】酚酞是一种弱有机酸,在pH<8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当pH>8.2时为红色的锟式结构;在碱性介质中很不稳定,它会慢慢地转化成无色羧酸盐。
【实验探究】根据上述"猜想"进行如下探究
(1)取4mL同浓度氢氧化钠溶液,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色消失;
(2)取2mL同浓度氢氧化钠溶液,滴入4~5滴酚酞溶液,振荡后红色消失;
(3)取2mL同浓度氢氧化钠溶液,加适量水稀释,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色没有消失。
结论:猜想 正确。
【继续实验】取一定体积的稀氢氧化钠溶液,滴入2~3滴酚酞溶液,逐滴加入一定浓度的稀盐酸直至红色消失,写出反应的化学方程式 。微观角度分析,该反应的实质是 。
现象二:向碳酸钠粉末中逐滴加入稀盐酸,立即产生气泡;而向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸时,开始没有气泡,过一段时间后才有气泡产生。
【提出问题】碳酸钠溶液刚开始与稀盐酸是否发生了化学反应?
【实验探究】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入相同浓度的稀盐酸。
【收集证据】分别收集实验过程中不同阶段消耗盐酸的质量与生成CO 2的质量,得到两者之间的关系如图1、图2所示。(忽略CO 2在水中的溶解)
【合作交流】
(1)图1中A点时溶液中的溶质有 (填化学式);
(2)图2中从B点开始的变化关系与图1完全重合,据此我们可以判断碳酸钠溶液刚开始和稀盐酸确实发生了化学反应(如图OB段所示),请你写出该反应的化学方程式 。
【反思与评价】基于以上"异常"现象,你能提出的有价值的见解是 (任写一点)。
实验室利用如图实验装置进行有关化学实验,回答下列问题:
(1)写出标号仪器的名称:① ;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,发生装置可选择图中的 (填字母),写出该反应的化学方程式 。该装置制取氧气有一处不足的地方,应如何改进: ;
(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式是 ,用装置F收集二氧化碳,验满时,燃着的小木条应放在 (填"a"或"b")端。