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右圖是一種可充電的鋰離子電池充放電的工作示意圖。
放電時該電池的電極反應式為:
負極:LixC6-xe-=C6+xLi+(LixC6表示鋰原子嵌入石墨形成的復合材料)
正極:Li1-xMnO2+xLi++x e-=LiMnO2(LiMnO2表示含鋰原子的二氧化錳)
下列有關說法正確的是( )
A.該電池的反應式為Li1-xMnO2+LixC6LiMnO2+C6
B.K與M相接時,A是陽極,發(fā)生氧化反應
C.K與N相接時,Li+由A極區(qū)遷移到B極區(qū)
D.在整個充、放電過程中至少存在3種形式的能量轉化
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向CuSO4溶液中逐滴加入過量KI溶液,觀察到產生白色沉淀,溶液變?yōu)樽厣。再向反應后的混合物中不斷通入SO2氣體,溶液逐漸變成無色。則下列分析中正確的是( )
A.白色沉淀是CuI2,棕色溶液含有I2
B.滴加KI溶液時,轉移1mole-時生成2mol白色沉淀
C.上述實驗條件下,物質的氧化性:Cu2+>I2>SO2
D.通入SO2時,SO2與I2反應,I2作還原劑
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下列有關溶液中粒子濃度的關系式中,正確的是( )
A.pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③C6H5ONa三份溶液中的c(Na+):③>②>①
B.0.1mol·L-1某二元弱酸強堿鹽NaHA溶液中: c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
C.右圖中pH=7時:c(Na+)>c(CH3COO-) >c(OH-)=c(H+)
D.右圖中a點溶液中各離子濃度的關系是:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)
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在溫度、初始容積相同的兩個密閉容器中,按不同方式投入反應物(如圖所示),發(fā)生如下反應:3 X(g)+Y(g)2 Z(g) ΔH<0
保持溫度不變,測得平衡時的有關數據如下:
| 恒容容器甲 | 恒壓容器乙 |
X的物質的量(mol) | n1 | n2 |
Z的體積分數 | φ1 | φ2 |
下列說法正確的是( )
A.平衡時容器乙的容積一定比反應前小
B.平衡時容器甲的壓強一定比反應前小
C.n2>n1
D.φ2>φ1
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(10分)活性ZnO在橡膠、塑料、涂料工業(yè)中有重要應用,一種由粗ZnO(含FeO、CuO)制備活性ZnO的流程如下(已知:堿式碳酸鋅經焙燒可制得活性ZnO):
已知:幾種離子生成氫氧化物沉淀時的pH如下表:
待沉淀離子 | Fe2+ | Fe3+ | Zn2+ | Cu2+ |
開始沉淀時pH | 6.34 | 1.48 | 6.2 | 5.2 |
完全沉淀時pH | 9.7 | 3.2 | 8.0 | 6.4 |
請問答下列問題:
(1)步驟A加H2O2發(fā)生反應的離子方程式是 ▲ ,該步驟需控制溶液pH的范圍是 ▲ 。
(2)A溶液中主要含有的溶質是 ▲ 。
(3)堿式碳酸鋅經焙燒制得活性ZnO的反應△H>0,該反應能自發(fā)進行的原因是:△S ▲ (選填“=”、“>”、“<”)0。
(4)若經處理后的廢水pH=8,此時Zn2+的濃度為 ▲ mg/L(常溫下,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17)。
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(14分)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑,且不會造成二次污染。已知高鐵酸鹽熱穩(wěn)定性差,工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀的基本流程如下圖所示:
(1)在農業(yè)生產中,濾液1可用作 ▲ 。
(2)上述氧化過程中,發(fā)生反應的離子方程式是: ▲ ,控制反應溫度30℃以下的原因是: ▲ 。
(3)結晶過程中加入濃KOH溶液的作用是: ▲ 。
(4)某溫度下,將Cl2通入KOH溶液中,反應后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,經測定ClO-與ClO3-離子的物質的量之比是1:2,則Cl2與氫氧化鉀反應時,被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質的量之比為 ▲ 。
(5)實驗測得鐵鹽溶液的質量分數、反應時間與K2FeO4產率的實驗數據分別如圖1、圖2所示。為了獲取更多的高鐵酸鉀,鐵鹽的質量分數應控制在 ▲ 附近、反應時間應控制在 ▲ 。
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(14分)工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等雜質,提純工藝線路如下:
Ⅰ、碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質如下圖所示:
Ⅱ、25℃時有關物質的溶度積如下:
物質 | CaCO3 | MgCO3 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 | Fe (OH)3 |
Ksp | 4.96×10-9 | 6.82×10-6 | 4.68×10-6 | 5.61×10-12 | 2.64×10-39 |
回答下列問題:
(1)加入NaOH溶液時發(fā)生的離子方程式為:
▲ 。
25℃時,向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,當兩種沉淀共存且溶液的
pH=8時,c(Mg2+):c(Fe3+)= ▲ 。
(2)“趁熱過濾”時的溫度應控制在 ▲ 。
(3)有人從“綠色化學”角度設想將“母液”沿流程中虛線所示進行循環(huán)使用。
請你分析實際工業(yè)生產中是否可行 ▲ ,并說明理由:
▲ 。
(4)已知:Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10 H2O(g) △H=+ 532.36kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O (s)=Na2CO3·H2O(s)+9 H2O(g) △H=+ 473.63kJ·mol-1
寫出Na2CO3·H2O脫水反應的熱化學方程式 ▲ 。
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(15分)某經濟開發(fā)區(qū)將鈦冶煉廠與氯堿廠、甲醇廠組成了一個產業(yè)鏈(如圖所示),大大地提高了資源利用率,減少了環(huán)境污染。
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>
(1)寫出鈦鐵礦經氯化得到四氯化鈦的化學方程式: ▲ 。
(2)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
①已知該反應在300℃時的化學平衡常數為0.27,該溫度下將2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容積為2 L的密閉容器中,此時反應將 ▲ (填“向正反應方向進行”、“向逆反應方向進行”或“處于平衡狀態(tài)”)。
②若不考慮生產過程中物質的任何損失,該產業(yè)鏈中每合成19.2 t甲醇,至少需額外補充H2 ▲ t。
(3)用甲醇—空氣堿性(KOH)燃料電池作電源電解精煉粗銅(右圖),
在接通電路一段時間后純Cu質量增加3.2 g。
①請寫出燃料電池中的負極反應式: ▲ 。
②燃料電池正極消耗空氣的體積是 ▲ (標準狀況,
空氣中O2體積分數以20%計算)。
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(15分)以鉻鐵礦[主要成份為Fe(CrO2)2,含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質]為主要原料生產重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工藝流程如下:
(1)煅燒過程中,鉻鐵礦中的Al2O3與純堿反應的化學方程式為 ▲ 。
(2)酸化時發(fā)生的反應為:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,若1L酸化后所得溶液中含鉻元素的質量為28.6 g,CrO42-有轉化為Cr2O72-。
①酸化后所得溶液中c(Cr2O72-)= ▲ ;
②已知:常溫時該反應的平衡常數K=1014。上述酸化后所得溶液的pH=
▲ 。
(3)根據有關國家標準,含CrO42-的廢水要經化學處理,使其濃度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放。含CrO42-的廢水處理通常有以下兩種方法。
①沉淀法:加入可溶性鋇鹽生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入可溶性硫酸鹽處理多余的Ba2+。加入可溶性鋇鹽后的廢水中Ba2+的濃度應不小于 ▲ mol·L-1,后續(xù)廢水處理方能達到國家排放標準。
②還原法:CrO42-Cr3+Cr(OH)3。用該方法處理10 m3 CrO42-的物質的量濃度為1.5×10—3mol·L-1的廢水,至少需要綠礬(FeSO4·7H2O) ▲ kg。
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(12分)能源、材料和信息是現代社會的三大“支柱”。
(1)目前,利用金屬或合金儲氫的研究已取得很大進展,下圖是一種鎳基合金儲氫后的晶胞結構圖。
① Ni原子的價電子排布式是 ▲ 。
② 該合金儲氫后,含1mol La的合金可吸附H2的數目為 ▲ 。
(2)南師大結構化學實驗室合成了一種多功能材料——對硝基苯酚水合物(化學式為C6H5NO3·1.5H2O)。實驗表明,加熱至94℃時該晶體能失去結晶水,由黃色變成鮮亮的紅色,在空氣中溫度降低又變?yōu)辄S色,具有可逆熱色性;同時實驗還表明它具有使激光倍頻的二階非線性光學性質。
①晶體中四種基本元素的電負性由大到小的順序是 ▲ 。
②對硝基苯酚水合物失去結晶水的過程中,破壞的微粒間作用力是 ▲ 。
(3)科學家把NaNO3和Na2O在一定條件下反應得到一種白色晶體,已知其中陰離子與SO42-互為等電子體,且該陰離子中的各原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結構。該陰離子的電子式是 ▲ ,其中心原子N的雜化方式是 ▲ 。
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