【題目】開發(fā)新能源是解決環(huán)境污染的重要舉措,其中甲醇、乙醇、甲烷都是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:①C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH1=-1366.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ/mol。
乙醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:______________________。
(2)可利用甲醇燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)一個燃料電池。如下圖1,用Pt作電極材料,用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液,在兩個電極上分別充入甲醇和氧氣。
①寫出燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式_________________。
②若利用該燃料電池提供電源,與圖1右邊燒杯相連,在鐵件表面鍍銅,則鐵件應(yīng)是_______極(填“A”或“B”);當(dāng)鐵件的質(zhì)量增重6.4g時,燃料電池中消耗氧氣的標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為________L。
(3)某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后如上圖2作為電源,進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)若每個電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),且反應(yīng)完全,則理論上通過電解池的電量表達(dá)式為_____________(法拉第常數(shù)F=9.65×l04C/ mol),最多能產(chǎn)生的氯氣體積為_____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
(4)電解法可消除甲醇對水質(zhì)造成的污染,原理是:通電將Co2+在陽極氧化成Co3+,生成的Co3+將甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯除去Co2+),現(xiàn)用如圖3所示裝置模擬上述過程,則Co2+在陽極的電極反應(yīng)式為________________________除去甲醇的離子方程式為______________________________。
【答案】 C2H5OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l) ΔH1=-932.8kJ/mol CH3OH-6e-+ 8OH-=CO32-+6H2O B 1.12 4 Co2+-e-=Co3+(或6Co2+-6e-=6Co3+) 6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++CO2↑+6H+
【解析】(1)已知:①C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH1=-1366.8kJ/mol,②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol,③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ/mol。
乙醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:由蓋斯定律方程式①-②+③×3得到C2H5OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l) ΔH1=(-1366.8kJ·mol-1)-(-566kJ·mol-1)+(-44kJ·mol-1)×3=--932.8kJ/mol。(2)①CH3OH作還原劑,失電子,燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:CH3OH-6e-+ 8OH-=CO32-+6H2O;②若利用該燃料電池提供電源,與圖1右邊燒杯相連,B與電池的負(fù)極相連,是陰極,A是陽極;在鐵件表面鍍銅,則鐵件應(yīng)是陰極,故選B。根據(jù)得失電子守恒:2Cu~O2,當(dāng)鐵件的質(zhì)量增重6.4g時,燃料電池中消耗氧氣6.4g/(2×64g·mol-1)== 0.05mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4L·mol-1×0.05mol=1.12L;(3)根據(jù)得失電子守恒,可得:1 mol CH4~8 mol e-~4 mol Cl2,故若每個電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),生成4L Cl2;電解池通過的電量為 ×8×9.65×l04C·mol-1=3.45×104C(題中雖然有兩個燃料電池,但電子的傳遞量只能用一個池的甲烷量計(jì)算)。(5)通電后,將Co2+氧化成Co3+,電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Co2+-e-=Co3+;以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+,結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H+,配平書寫離子方程式為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(14分)某化工廠以軟錳礦、閃鋅礦(除主要成分為MnO2、ZnS外還含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物質(zhì))為原料制取Zn和MnO2。
(1)在一定條件下,將這兩種礦粉在硫酸溶液中相互作用,配平如下的化學(xué)方程式:
MnO2 + FeS + H2SO4MnSO4 + Fe2(SO4)3 + S + H2O
(2)將所得含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液按以下的工業(yè)流程進(jìn)行操作處理得溶液(IV),電解溶液(IV)即得MnO2和Zn。
a.操作①中加Zn粉后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
b.操作②中加入適量X的作用是什么 ;X的首選物的化學(xué)式是 。
c.操作③中所加碳酸鹽的化學(xué)式是 。
(3)為了從上述流程中產(chǎn)生的Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,工廠設(shè)計(jì)了如下的有關(guān)流程圖
a.AlCl3溶液和NaAlO2溶液反應(yīng)生成AI(OH)3的離子方程式為 ,若總共得到n molAl(OH)3,則消耗的NaOH和HCl的理論量(mol)分別為 、 。
b.若使用下列流程回收處理,請比較兩個流程消耗酸堿的用量?
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(部分物質(zhì)與條件已略去,其中反應(yīng)②的條件是“700℃,催化劑”).G是常見的紅色金屬單質(zhì),B、H是空氣的主要成分,A、C、E均是常見氣體,D是最常見的無色液體.
請回答下列問題:
(1)E的化學(xué)式為 .
(2)A的電子式為 .
(3)寫出反應(yīng)①的離子方程式: .
(4)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目: .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用A+、B﹣、C2﹣、D、E、F分別表示含有18個電子的幾種微粒(離子或分子),請回答下列問題:
(1)A元素是________、B元素是________、C元素是________(用元素符號表示).
(2)D是由兩種元素組成的雙原子分子,用電子式表示其形成過程________.
(3)E是所有含18個電子的微粒中氧化能力最強(qiáng)的分子,其分子式是________,其與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為________.
(4)F分子中含有6個原子,其化學(xué)式是________或________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法正確的是
A. 0.1mol·L-1 Na2SO3溶液加水稀釋,c(H+)∶c(SO)的值逐漸減小
B. pH為6的碳酸溶液,水電離出的c(H+)=1.0×10-6mol·L-1
C. pH為12的氫氧化鋇溶液與pH為2的鹽酸溶液等體積混合,溶液呈堿性
D. 把0.2mol·L-1醋酸與0.1mol·L-1醋酸鈉溶液等體積混合c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=3c(Na+)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某工業(yè)廢水中含有CN-和Cr2O72-等離子,需經(jīng)污水處理達(dá)標(biāo)后才能排放,污水處理廠擬用下列流程進(jìn)行處理:
回答下列問題:
(1)步驟②中,CN-被ClO-氧化為CNO-的離子方程式為_______________。
(2)步驟④的反應(yīng)為S2+Cr2O72-+H+SO42-+Cr3++H2O(未配平), 則每消耗0.4 molCr2O72-轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移____mol e-。
(3)含Cr3+廢水可以加入熟石灰進(jìn)一步處理,目的是_________________。
(4)在25 ℃下,將a mol·L-1的NaCN溶液與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后測得溶液pH=7,用含a的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka=____。若25 ℃時將濃度均為0.1 mol·L-1的NaCN、HCN溶液等體積混合后,溶液呈堿性,則關(guān)于該溶液的說法不正確的是____(填字母)。
a.此溶液一定有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)
b.此溶液一定有c(Na+)=c(HCN)+c(CN-)
c.混合溶液中水的電離程度一定大于該溫度下純水的電離程度
d.此溶液加入少量氫氧化鈉或鹽酸,溶液的pH變化不大
(5)除去廢水中的陽離子:取水樣于試管中,加入NaOH溶液觀察到有藍(lán)色沉淀生成,繼續(xù)加至不再產(chǎn)生藍(lán)色沉淀為止,再向溶液中加入一定量的Na2S溶液,藍(lán)色沉淀轉(zhuǎn)化成黑色沉淀。該過程中反應(yīng)的離子方程式為_______、___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】肉桂酸甲酯M,常用于調(diào)制具有草莓、葡萄、櫻桃、香子蘭等香味的食用香精。M屬于芳香族化合物,苯環(huán)上只含有一個直支鏈,能發(fā)生加聚反應(yīng)和水解反應(yīng)。測得M的摩爾質(zhì)量為162g·mol-1,只含碳、氫、氧,且原子個數(shù)之比為5:5:1。
(1)肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡式是______________________。
(2)G為肉桂酸甲酯的一種同分異構(gòu)體,其分子結(jié)構(gòu)模型如下圖所示(圖中球與球之間連線表示單鍵或雙鍵)。G的結(jié)構(gòu)簡式為_________________。
(3)用芳香烴A為原料合成G的路線如下:
①化合物E中的官能團(tuán)有________(填名稱)。
②E→F的反應(yīng)類型是________,
F→G的化學(xué)方程式為__________________________________________________。
③寫出兩種符合下列條件的F的穩(wěn)定的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_________________。
ⅰ.分子內(nèi)含苯環(huán),且苯環(huán)上只有一個支鏈;
ⅱ.在催化劑作用下,1mol該物質(zhì)與足量氫氣充分反應(yīng),最多消耗5mol H2;
ⅲ.它不能發(fā)生水解反應(yīng),但可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E、F是六種短周期的主族元素,原子序數(shù)依次增大,A是IA族的非金屬元素,B元素的最高價氧化物的水化物與其簡單氣態(tài)氫化物可反應(yīng)生成鹽,C是短周期中原子半徑最大的元素,D元素原子L層電子數(shù)和M層電子數(shù)之差等于B元素最外層電子數(shù),E元素最高正價和最低負(fù)價代數(shù)和等于4,據(jù)此回答下列問題:
(1)F元素在周期表中的位置__________,C原子結(jié)構(gòu)示意圖______________。
(2)A、B兩元素可形成18電子的分子,該分子的電子式為_______________。
(3)A和氧元素形成的簡單化合物,其熔沸點(diǎn)高于A和E形成的簡單化合物,原因是____________。
(4)C、D、F可形成復(fù)雜化合物C[DF4],該化合物含有的化學(xué)鍵類型為________________。
(5)僅有上述元素形成的化合物或單質(zhì)間的某些反應(yīng),可用以說明E和F兩元素非金屬性的強(qiáng)弱,寫出其中一個離子反應(yīng)方程式__________________________________。
(6)寫出C、D兩元素最高價氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式____________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】相同狀況下的12C18O和14N2兩種氣體,下列說法正確的是( )
A.若分子數(shù)相等,則體積相等
B.若原子數(shù)相等,則中子數(shù)相等
C.若質(zhì)量相等,則質(zhì)子數(shù)相等
D.若體積相等,則質(zhì)量數(shù)相等
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