【題目】化學(xué)變化中的能量轉(zhuǎn)換對(duì)于生產(chǎn)具有重大意義和研究?jī)r(jià)值;卮鹣铝袉(wèn)題:

l)中科院大連化學(xué)物理研究所的科研人員在新型納米催化劑Na-Fe3O4HMCM-22的表面將CO2轉(zhuǎn)化為烷烴,其過(guò)程如圖。

①過(guò)程Ⅰ能量__(填釋放吸收

②已知:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) H═+41kJmol-1

2CO2(g)+6H2(g)═C2H4(g)+4H2O(g) H═-128kJmol-1

3CO2(g)+9H2(g)═C3H6(g)+6H2O(g) H═+157.5kJmol-l

C2H4(g)+C3H6(g)+H2(g)═C5H12(異戊烷,g) H=+267.6kJmol-1。

5CO(g)+11H2(g)═C5H12(異戊烷,g)+5H2O(g)H=__kJmol-1。

2)一種銅版畫(huà)雕刻用的酸性蝕刻液的有效成份是CuCl2,蝕刻反應(yīng)為:Cu2++Cu+6Cl-═2CuCl32-。工業(yè)上用電解法將CuCl32-轉(zhuǎn)化為Cu2+,使蝕刻液再生并回收金屬Cu。裝置如圖(電極不參與反應(yīng))。

①再生的CuCl2蝕刻液為流出液__(填“a”“b”)。

②寫(xiě)出N極的電極反應(yīng):__。

③裝置中使用___離子交換膜(填陽(yáng))。若電解池工作前,陰極室和陽(yáng)極室中電解液質(zhì)量相等,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子,流出液未流出時(shí),兩側(cè)電解液的質(zhì)量差為__g。

【答案】吸收 +92.1 a Cu2++2e-═Cu 10.3

【解析】

(1)①斷開(kāi)化學(xué)鍵要吸收熱量,形成化學(xué)鍵要放出熱量;

②已知:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H1= +41kJmol-1;

2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)H2= -128 kJmol-1;

3CO2(g)+9H2(g)C3H6(g)+6H2O(g)H3= +157.5kJmol-l ;

C2H4(g)+C3H6(g)+H2(g)C5H12(異戊烷,g)H4= +267.6kJmol-1;

5CO(g)+11H2(g)C5H12(異戊烷,g)+5H2O(g)H,由蓋斯定律可知,△H=-5+++④;
(2)蝕刻過(guò)程中將Cu轉(zhuǎn)化為CuCl32-去除,涉及反應(yīng)為CuCu2+反應(yīng)可生成CuClCuClCl-生成CuCl32-,涉及反應(yīng)為Cu2++Cu+2Cl-2CuCl、CuCl+2Cl-CuCl32-,工業(yè)上用電解法將CuCl32-轉(zhuǎn)化為Cu2+,使蝕刻液再生并回收金屬Cu的原理分析如下:陽(yáng)極M發(fā)生氧化反應(yīng),將CuCl32-轉(zhuǎn)化為Cu2+,則陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng):CuCl32--e-Cu2++3Cl-,陽(yáng)極區(qū)的Cu2+進(jìn)入陰極區(qū)b,要回收得到金屬Cu,就由Cu2+發(fā)生還原反應(yīng)生成,就在陰極N生成,回收得到金屬Cu.陰極區(qū)的Cl-通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)a,使蝕刻廢液CuCl32-再生,據(jù)此答題。

①蝕刻廢液CuCl32-再生,可使CuCl32-發(fā)生氧化反應(yīng)得到Cu2+;

②連著電源負(fù)極為陰極,應(yīng)由Cu2+發(fā)生還原反應(yīng)生成,回收得到金屬Cu;

③陰極區(qū)的Cl-通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)a,使蝕刻廢液CuCl32-再生,根據(jù)得失電子守恒計(jì)算。

(1)①過(guò)程Ⅰ是CO2(g)轉(zhuǎn)變成CO(g)O的過(guò)程,斷開(kāi)化學(xué)鍵要吸收能量;

②已知:①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H1+41kJmol-1,②2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)H2-128 kJmol-1,③3CO2(g)+9H2(g)C3H6(g)+6H2O(g)H3+157.5kJmol-l ,④C2H4(g)+C3H6(g)+H2(g)C5H12(異戊烷,g)H4=+267.6kJmol-1。 5CO(g)+11H2(g)C5H12(異戊烷,g)+5H2O(g)H,由蓋斯定律可知,△H=-5+++=-5×41kJmol-1+-128 kJmol-1+157.5kJmol-l+267.6kJmol-1=+92.1kJmol-1;

(2)①?gòu)念}給的信息來(lái)看,工業(yè)上CuCl2和鹽酸的混合液作為蝕刻液,電解的過(guò)程,將CuCl32-轉(zhuǎn)化為Cu2+,發(fā)生了氧化反應(yīng),應(yīng)該在陽(yáng)極M發(fā)生: CuCl32--e-Cu2++3Cl-,陰極區(qū)的Cl-通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)a,使蝕刻廢液CuCl32-再生;

②電解的過(guò)程,陽(yáng)極區(qū)的Cu2+進(jìn)入陰極區(qū)b,Cu2+發(fā)生還原反應(yīng)生成,就在陰極N生成,回收得到金屬Cu,N極的電極反應(yīng):Cu2++2e-Cu;

③從題給的信息來(lái)看,陽(yáng)極M發(fā)生:CuCl32--e-Cu2++3Cl-,陰極的電極反應(yīng):Cu2++2e-Cu,陰極區(qū)的Cl-要通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極區(qū),中和電荷,使蝕刻廢液CuCl32-再生,若電解池工作前,陰極室和陽(yáng)極室中電解液質(zhì)量相等,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol子,流出液未流出時(shí) 陽(yáng)極M發(fā)生:CuCl32--e-Cu2++3Cl-,轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí),從原來(lái)的帶兩個(gè)負(fù)電,變?yōu)橐粋(gè)負(fù)電,故陰極區(qū)的Cl-要通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極區(qū), 陰極的電極反應(yīng):Cu2++2e-Cu,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),從溶液中要析出1mo銅,還要有2molCl-要通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極區(qū),所以當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子,流出液未流出時(shí),兩側(cè)電解液的質(zhì)量差為1mo銅和4molCl


,m=10.3g。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】四元軸烯t,苯乙烯b及立方烷c的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下,下列說(shuō)法正確的是

A.b的同分異構(gòu)體只有tc兩種B.tb能使酸性KMnO4溶液褪色而c不能

C.t、b、c的二氯代物均只有三種D.b中所有原子-定不在同-個(gè)平面上

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【題目】化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組在學(xué)習(xí)化學(xué)電源和氯堿工業(yè)相關(guān)知識(shí)后,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,他們?cè)O(shè)計(jì)組裝了如下圖所示裝置,已知a為石墨電極;b為鐵電極;c為鋁電極(已除去表面氧化膜);d為多孔石墨電極,燒杯中是足量飽和食鹽水(滴有酚酞),連好導(dǎo)線(xiàn)后,電流計(jì)指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是

A.b為負(fù)極,d為陽(yáng)極

B.一段時(shí)間后,ad電極附近溶液變紅

C.b電極電極反應(yīng)式為:2Cl-—2e-=Cl2

D.當(dāng)電解一段時(shí)間,B中出現(xiàn)大量白色沉淀時(shí),停止實(shí)驗(yàn),再將A中溶液倒入B中混合,充分振蕩,沉淀全部消失

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【題目】2molX0.8molY置于體積為2L的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2Xg+YsMg+Ng H。反應(yīng)過(guò)程中測(cè)得N的體積分?jǐn)?shù)在不同溫度下隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

A.無(wú)論溫度為T1還是T2,當(dāng)容器中氣體密度不變或壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)

B.溫度為T2時(shí),X的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,平衡常數(shù)K=5.625

C.T1、T2的平衡常數(shù)分別為K1K2,則K1K2

D.降低溫度、增大壓強(qiáng)、及時(shí)分離出產(chǎn)物均有利于提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知 M、N 是合成某功能高分子材料的中間產(chǎn)物,下列關(guān)于 M、N 說(shuō)法正確的是

A.M、N 都屬于芳香烴,但既不是同系物,也不是同分異構(gòu)體

B.M、N 分別與液溴混合,均發(fā)生取代反應(yīng)

C.M、N 均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

D.M、N 分子所有原子均可能共平面

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于原子核外電子的描述正確的是

A.s 能級(jí)的能量總小于 p 能級(jí)的能量

B.2s 的電子云半徑比 1s 電子云半徑大,說(shuō)明 2s 的電子比 1s 的多

C.基態(tài)銅原子的價(jià)電子軌道表示式為

D.nf 能級(jí)中最多可容納 14 個(gè)電子

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】高鐵酸鉀在飲用水源和廢水處理過(guò)程中,不僅能去除污染物和致癌化學(xué)污染物,而且不產(chǎn)生任何誘變致癌的產(chǎn)物,具有高度的安全性;其可溶于水,微溶于濃 KOH 溶液,且在強(qiáng)堿性溶液中比 較穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)室用次氯酸鹽氧化法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的流程如圖所示:

流程圖中的飽和次氯酸鉀溶液的制備裝置如圖所示:

(1)A 為氯氣發(fā)生裝置。A 中反應(yīng)的離子方程式是___________;裝置 B 內(nèi)的試劑及作用是____________;

(2)裝置 C 反應(yīng)溫度控制在 05℃進(jìn)行,在不改變 KOH 溶液濃度前提下,實(shí)驗(yàn)中可采取措施是________。

(3)流程圖中在加入 KOH 固體的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的白色沉淀_____(填化學(xué)式)

(4)在攪拌下,將 Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到 KClO 飽和溶液中即可制取 K2FeO4,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式__________;反應(yīng)過(guò)程中溫度控制在 10~15℃,溫度過(guò)低或過(guò)高對(duì)反應(yīng)的影響是_____________。

(5)過(guò)濾除雜時(shí)不用普通漏斗和濾紙而采用砂芯漏斗(如圖)的原因是_____________

(6)在提純高鐵酸鉀時(shí)采用重結(jié)晶、洗滌、干燥的方法,洗滌劑可以選用_____。

A.H2O B. KOH 溶液 C.Fe(NO3)3溶液 D.異丙醇

(7)若提純得到 a gK2FeO4(M=198g/mol),上述流程中有 5% Fe 損失,則需要提供 Fe(NO3)3(M=242g/mol)的質(zhì)量為_____g(用含 a 的計(jì)算式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是

A.C60 C70互為同位素

B.N2 、N3- N4、N5+互為同素異形體

C.立方烷()和苯乙烯互為同分異構(gòu)體

D.CH3CH2COOH HCOOCH2CH2CH3 互為同系物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某小組為測(cè)定化合物Co(NH3)yClx(其中Co+3價(jià))的組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

1)氯的測(cè)定:準(zhǔn)確稱(chēng)取2.675g該化合物,配成溶液后用1.00mol·L-1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,K2CrO4溶液為指示劑,至出現(xiàn)淡紅色沉淀(Ag2CrO4為磚紅色)且不再消失時(shí),消耗AgNO3溶液30.00mL。[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12]

AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液需要放在棕色的滴定管中的原因是__(用化學(xué)方程式表示)

②若滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)滴定管下口懸掛了一滴液體,會(huì)使得測(cè)定結(jié)果__。(偏大、偏小、無(wú)影響”)

③用K2CrO4溶液作指示劑的理由是__。

2)氨的測(cè)定:再準(zhǔn)確稱(chēng)取2.675g該化合物,加適量水溶解,注入如圖4___。(填儀器名稱(chēng))中,然后通過(guò)儀器3滴加足量的NaOH溶液,加熱1裝置,產(chǎn)生的氨氣被5中的鹽酸吸收,多余的鹽酸再用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液反滴定,經(jīng)計(jì)算,吸收氨氣消耗1.00mol·L-1鹽酸60.00mL。

裝置A在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的作用是__,如果沒(méi)有6中的冰鹽水,會(huì)使得測(cè)定結(jié)果___(偏大偏小、無(wú)影響”)。

3)通過(guò)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知該化合物的組成為___

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