【題目】(1)工業(yè)上利用N2和H2合成NH3,NH3又可以進(jìn)一步制備聯(lián)氨(N2H4)等。由NH3制備N2H4的常用方法是NaClO氧化法,其離子反應(yīng)方程式為___________,有學(xué)者探究用電解法制備的效率,裝置如圖,試寫出其陽極電極反應(yīng)式_________;
(2)乙醇汽油是被廣泛使用的新型清潔燃料,工業(yè)生產(chǎn)乙醇(CH3CH2OH)的一種反應(yīng)原理為:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol,己知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol,以CO2(g)與H2(g)為原料也可合成氣態(tài)乙醇,并放出熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:_________________。
(3)如下圖所示,某研究性學(xué)習(xí)小組利用上述燃燒原理設(shè)計一個肼(N2H4)─空氣燃料電池(如圖甲)并探究某些工業(yè)原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜(即只允許陽離子通過)。
根據(jù)要求回答相關(guān)問題:
①甲裝置中正極的電極反應(yīng)式為:________________。
②乙裝置中石墨電極產(chǎn)生產(chǎn)物如何檢驗______,電解一段時間后,乙池中的溶液呈___性。
③圖中用丙裝置模擬工業(yè)中的________原理,如果電解后丙裝置精銅質(zhì)量增加3.2g,則理論上甲裝置中肼消耗質(zhì)量為_____g。
【答案】2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl- 2NH3-2e-+O2- =N2H4+H2O 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b) kJ/mol O2+4e-+2H2O=4OH- 用一端粘有濕潤的碘化鉀淀粉試紙的玻璃棒靠近石墨電極,若試紙變藍(lán),則生成氯氣 堿 粗銅的精煉 0.8
【解析】
(1)由NH3制備N2H4的常用方法是NaClO氧化法,該反應(yīng)中N元素化合價由-3價變?yōu)?/span>-2價、Cl元素化合價由+1價變?yōu)?/span>-1價,根據(jù)反應(yīng)物和生成物及轉(zhuǎn)移電子守恒書寫反應(yīng)的方程式;根據(jù)圖知,NH3發(fā)生氧化反應(yīng),通入氨氣的電極為陽極,據(jù)此書寫電極反應(yīng)式;
(2)根據(jù)蓋斯定律分析解答;
(3)甲裝置為肼(N2H4)─空氣燃料電池,通入肼的是負(fù)極,通入空氣的電極為正極,乙裝置中石墨與電源正極相接,為陽極,電解食鹽水的總反應(yīng)為2H2O+2Cl- Cl2↑+H2↑+2OH-;丙裝置中粗銅作陽極,純銅作陰極,為粗銅精煉裝置,結(jié)合原電池原理和電解池原理分析解答。
(1)由NH3制備N2H4的常用方法是NaClO氧化法,該反應(yīng)中N元素化合價由-3價變?yōu)?/span>-2價、Cl元素化合價由+1價變?yōu)?/span>-1價,根據(jù)反應(yīng)物和生成物及轉(zhuǎn)移電子守恒配平方程式為2NH3+ClO-=N2H4+H2O+Cl-;根據(jù)圖知,NH3發(fā)生氧化反應(yīng),通入氨氣的電極為陽極,電極反應(yīng)式為2NH3-2e-+O2- =N2H4+H2O,故答案為:2NH3+ClO-=N2H4+H2O+Cl-;2NH3-2e-+O2- =N2H4+H2O;
(2)①2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol,②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將方程式 ①-②×2得:2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b)kJ/mol,故答案為:2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b)kJ/mol;
(3)①肼(N2H4)─空氣燃料電池中通入肼的是負(fù)極,通入空氣的電極為正極,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案為:O2+4e-+2H2O=4OH-;
②乙裝置中石墨與電源正極相接,為陽極,陽極上氯離子失去電子生成氯氣,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,生成的氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗,觀察是否變藍(lán);電解食鹽水的總反應(yīng)為2H2O+2Cl- Cl2↑+H2↑+2OH-,電解后的溶液呈堿性,故答案為:用一端粘有濕潤的碘化鉀淀粉試紙的玻璃棒靠近石墨電極,若試紙變藍(lán),則生成氯氣;堿;
③裝置丙中,粗銅作陽極,純銅作陰極,所以該裝置為粗銅精煉裝置;
原電池負(fù)極和純銅電極上有:N2H4~N2~4e-,Cu~Cu2+~2e-,根據(jù)電子守恒得到關(guān)系式:N2H4~2Cu,n(N2H4)=n(Cu)=×=0.025mol,m(N2H4)=nM=0.025mol×32g/mol =0.8g,故答案為:粗銅的精煉;0.8。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實驗室以NaClO3、H2SO4、SO2、H2O2和NaOH為原料,制備NaClO2和無水Na2SO4,其主要流程如下:
已知:① 2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2+2H2O;
② 2ClO2+2NaOH=NaClO2+NaClO3+H2O;
③溫度高于60 ℃時,NaClO2發(fā)生分解生成NaClO3和NaCl。
(1)反應(yīng)1中SO2與NaClO3反應(yīng)制得ClO2氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(2)在圖1所示裝置中發(fā)生反應(yīng)2生成NaClO2,反應(yīng)過程中放出大量的熱。
①研究表明,實驗時吸收液中H2O2與NaOH的物料比需要控制在0.8左右,原因可能是____________________________________________________。
②在吸收液中H2O2和NaOH的物料比、濃度和體積不變的條件下,控制反應(yīng)在0~3 ℃進(jìn)行,實驗中可采取的措施是______________________。
③裝置Ⅱ的作用是________________________。
(3) 母液2經(jīng)過減壓蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶等操作獲得NaClO2粗產(chǎn)品。實驗中采用減壓蒸發(fā)的原因是________________________________________________。
(4) Na2SO4的溶解度曲線如圖2所示。請補充完整由母液1制備無水Na2SO4的實驗方案:______________________________________________________________,用無水乙醇洗滌,干燥得到產(chǎn)品。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某小組在探究Fe2+性質(zhì)的實驗中觀察到異,F(xiàn)象。
實驗Ⅰ | 現(xiàn)象 |
溶液變紅,片刻紅色褪去,有氣體生成(經(jīng)檢驗為O2)。 |
資料:ⅰ.Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(紅色),Fe(SCN)3中S元素的化合價為2價
ⅱ.BaSO4是不溶于鹽酸的白色沉淀
(1)實驗Ⅰ體現(xiàn)了Fe2+的__性,補全H2O2與FeCl2酸性溶液反應(yīng)的離子方程式:__Fe2+ +__H2O2+__H+ =__Fe3++__H2O
(2)探究“紅色褪去”的原因,進(jìn)行實驗Ⅱ:將褪色后的溶液分三份分別進(jìn)行實驗。
實驗Ⅱ得出的結(jié)論是:紅色褪去的原因是__。
(3)為進(jìn)一步探究“紅色褪去”的原因,進(jìn)行了實驗Ⅲ。
實驗Ⅲ | 現(xiàn)象 |
溶液變紅,一段時間后不褪色。 | |
取上述反應(yīng)后的溶液,滴加鹽酸和BaCl2溶液 | 無白色沉淀產(chǎn)生。 |
分析上述三個實驗,下列敘述正確的是__(填字母)。
A.實驗Ⅲ中發(fā)生了氧化還原反應(yīng):4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
B.通過實驗Ⅲ推出實驗Ⅰ中氧化FeCl2的只有O2
C.O2在該實驗條件下不能使紅色溶液褪色
D.實驗Ⅰ中紅色褪去與H2O2的氧化性有關(guān)
(4)上述實驗探究過程用到的實驗方法有__(寫出一條)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)硫及其化合物的說法中正確的是( )
A.濃硫酸與灼熱的炭反應(yīng),體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性和酸性
B.濃硫酸具有吸水性,可做干燥劑,不能干燥 NH3、 H2S等氣體
C.SO2 和 Cl2 均可使品紅溶液褪色,但將溶有 SO2 的品紅溶液加熱后又恢復(fù)紅色,說明 SO2 的氧化性沒有 Cl2 強
D.以 FeS和稀硫酸反應(yīng)制H2S氣體為氧化還原反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】電解錳工藝過程會產(chǎn)生錳、鎂復(fù)鹽,其組成為(NH4)7MnMg2(SO4)6.521H2O。一種綜合利用該復(fù)鹽的工藝流程如圖所示:
已知:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Kb(NH3H2O)=1.8×10-5;卮鹣铝袉栴}:
(1)(NH4)7MnMg2(SO4)6.521H2O的水溶液呈__________________性(填“酸”或“堿”) ,Mn的化合價為__________________。
(2)“沉錳”的離子反應(yīng)方程式為__________________;濾液1溶質(zhì)的主要成分有__________________。
(3)“沉錳”過程中pH和溫度對Mn2+和Mg2+沉淀率的影響如圖所示:
①由圖可知,“沉錳”合適的條件為__________________。
②Mg2+主要生成的是__________________沉淀(填“Mg(OH)2”或“MgCO3”),當(dāng)溫度高于45℃時Mg2+和Mn2+沉淀率的變化如圖所示,原因是__________________。
(4)若將NH3通入0.01molL-1MgSO4溶液至Mg2+完全沉淀,則此時溶液中NH3H2O的物質(zhì)的量濃度為__________________。(已知=1.34,忽略反應(yīng)前后溶液體積的變化,計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】“生活無處不化學(xué)”,請你回答下列問題。
(1)廚房中的調(diào)味品,①鹽(主要成分氯化鈉)、②堿面(主要成分碳酸鈉)、③白醋(主要成分乙酸)。主要成分中具有堿性的是_____(填序號,下同);屬于鹽類的是______;相互間能發(fā)生反應(yīng)的是________。
(2)食鹽不慎灑落在天然氣的火焰上,觀察的現(xiàn)象是_______________,該變化稱為______反應(yīng)。
(3)沾有水的鐵制器皿在高溫火焰上會發(fā)黑,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________。
(4)家庭中常用“84”消毒液(主要成分NaClO)與潔廁靈(主要成分鹽酸)清潔衛(wèi)生。
“消毒液”與“潔廁靈”同時使用會產(chǎn)生有毒的氯氣,寫出該反應(yīng)的離子方程式:____________________________________________。
(5)純堿(Na2CO3)、小蘇打(NaHCO3)廣泛應(yīng)用在食品加工。蘇打餅干原料中含有小蘇打,在烘焙受熱過程中,小蘇打發(fā)生分解反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________;蘇打餅干可以適當(dāng)緩解人體胃酸(主要成分鹽酸)過多癥狀,該反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________。
(6)宇航員常用過氧化鈉作供氧劑,寫出過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將二氧化鈦(TiO2)光電極嵌入到新型鈉離子電池的正極,由于光電勢的補償,電池的充電電位下降。該光電極輔助充電時的工作原理如圖所示,下列說法錯誤的是
A.充電時陽極的電極反應(yīng)式為3I--2e-=I3-
B.放電時,a極發(fā)生氧化反應(yīng)
C.放電時,正、負(fù)極反應(yīng)的微粒數(shù)目比為4:3
D.輔助充電時,光能轉(zhuǎn)化為電能,再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),設(shè)起始=Z,在恒壓下,平衡時 (CH4)的體積分?jǐn)?shù)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
A. 該反應(yīng)的焓變ΔH>0
B. 圖中Z的大小為a>3>b
C. 圖中X點對應(yīng)的平衡混合物中=3
D. 溫度不變時,圖中X點對應(yīng)的平衡在加壓后 (CH4)減小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:2X+Y2Z,反應(yīng)中ω(Z的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度T的變化如下圖所示。下列判斷正確的是
A. T1時,v正>v逆
B. 正反應(yīng)的△H<0
C. a、b兩點的反應(yīng)速率va=vb
D. T<T1時,ω增大的原因是平衡向正方向移動
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