【題目】Ⅰ.高鐵酸鹽在能源,環(huán)保等方面有著廣泛的用途。高鐵酸鉀(K2FeO4)不僅是一種理想的水處理劑,而且高鐵電池的研制也在進行中。如圖1是高鐵電池的模擬實驗裝置:
(1)該電池放電時正極的電極反應式為_________________;若維持電流強度為lA,電池工作10 min,理論消耗Zn______g(己知F=965OOC/mol,計算結果小數(shù)點后保留一位數(shù)字)。
(2)鹽橋中盛有飽和KCl溶液,此鹽橋中氯離子向______(填“左”或“右”,下同)池移動;若用陽離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向______移動。
(3)圖2為高鐵電池和常用的高能堿性電池的放電曲線.由此可得出高鐵電地的優(yōu)點有______________。
Ⅱ.第三代混合動力車,可以用電動機,內(nèi)燃機或二者結合推動車輛。汽車上坡或加速時,電動機提供推動力.降低汽油的消耗;在剎車或下坡時,電池處于充電狀態(tài)。
(4)混合動力車的內(nèi)燃機以汽油為燃料,汽油(以辛烷C8H18計)和氧氣充分反應,生成1 mol 水蒸氣放熱550kJ;若1 g水蒸氣轉化為液態(tài)水放熱2.5kJ,則辛烷燃燒熱的熱化學方程式為_____________。
(5)混合動力車目前一般使用鎳氫電池,該電池中鎳的化合物為正極,儲氫金屬(以M表示)為負極,堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理示意如圖,其總反應式為:
H2+2NiOOH2Ni(OH)2。
根據(jù)所給信息判斷,混合動力車上坡或加速時.乙電極周圍溶液的pH______(填“增大”,“減小”或“不變”),該電極的電極反應式為_______________。
(6)遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學有腐蝕中的______腐蝕。為防止這種腐蝕,通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連,或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的______(填“正”或“負”)極相連,鉛酸蓄電池放電時的總反應式為_____________。
Ⅲ.(7)市售一次電池品種很多,除熟知的普通鋅錳干電池外.還有堿性鋅錳電池,鋰電池等。堿性鋅錳電池的正極材料為_________,該電池放電時的電極反應式為________。
Ⅳ.催化劑是化工技術的核心,絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)均需采用催化工藝。
(8)人們常用催化劑來選擇反應進行的方向.圖1所示為一定條件下1 mol CH3OH 與O2發(fā)生反應時.生成CO 、CO2或HCHO的能量變化圖[反應物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化劑作用下,CH3OH與O2反應主要生成________(填“CO” 、“CO2”或“HCHO”);2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H=________。
【答案】 FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH- 0.2 右 左 使用時間長、工作電壓穩(wěn)定 C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) △H=-5355kJ/mol 增大 NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH- 吸氧 負 Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O MnO2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- HCHO -470kJ/mol
【解析】Ⅰ.(1)根據(jù)電池裝置,Zn做負極,C為正極,高鐵酸鉀的氧化性很強,左邊燒杯只能生成三價鐵,三價鐵離子在堿溶液中沉淀下來,正極上高鐵酸鉀發(fā)生還原反應生成氫氧化鐵,正極電極反應式為:FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-,若維持電流強度為1A,電池工作十分鐘,通過電子為1A×600s÷(96500C/mol),則理論消耗Zn為1A×600s÷(96500C/mol)×1/2×65g/mol=0.2g;(2)鹽橋中陰離子移向負極移動,鹽橋起的作用是使兩個半電池連成一個通路,使兩溶液保持電中性,起到平衡電荷,構成閉合回路,放電時鹽橋中氯離子向右移動,用某種高分子材料制成陽離子交換膜代替鹽橋,則鉀離子向左移動;(3)由圖可知高鐵電池的優(yōu)點有:使用時間長、工作電壓穩(wěn)定;
Ⅱ.(4)辛烷C8H18和氧氣充分反應,生成lmol水蒸氣放熱550kJ,當生成9mol水蒸氣則會放出550kJ×9=4950kJ的能量;若1g水蒸氣轉化為液態(tài)水放熱2.5kJ,則9mol水蒸氣轉化為液態(tài)水放出的熱量是2.5kJ×9×18=405kJ,因此辛烷燃燒熱的熱化學方程式為C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) △H=-5355kJ/mol;(4)混合動力車上坡或加速時,發(fā)生的是放電過程,在乙電極,發(fā)生電極反應:NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,該極附近氫氧根濃度增大,所以堿性增強,電極周圍溶液的pH增大;(6)鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學腐蝕中的吸氧腐蝕,在電解池中,陰極是被保護的電極,可以把船體與浸在海水里的Zn塊相連,或與電源的負極相連;鉛酸蓄電池放電時的總反應式為Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;
Ⅲ.(7)堿性鋅錳電池的正極材料為MnO2,該電池放電時的電極反應式為2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-。
Ⅳ.(8)催化劑降低反應的活化能,因此根據(jù)圖像可知在有催化劑作用下,CH3OH與O2反應主要生成HCHO;根據(jù)圖像可知反應2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)的△H=-2×(676-158-283)kJ/mol=-470kJ/mol。
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【題目】X、Y、Z、W均為短周期主族元素,它們在周期表中相對位置如圖所示。Z和Y兩元素可以形成常見ZY3型化合物,下列說法正確的是
A. X的常見氫化物比Y的常見氫化物穩(wěn)定
B. X、Z、W的氧化物對應水化物都是常見的強酸
C. W單質(zhì)不能從鹽溶液中置換出Z單質(zhì)
D. X、Z均可與Y形成原子個數(shù)比為1:2的共價化合物
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【題目】(1)在下列物質(zhì)中:①Cu ②CuSO4固體③CO ④干冰 ⑤FeCl3溶液 ⑥蔗糖溶液 ⑦熔融MgSO4 ⑧硫磺(請用序號填空)。屬于電解質(zhì)的是__________________。
(2)CO2是形成溫室效應的罪魁禍首。
①CO2的摩爾質(zhì)量為_________g/mol;
②44 g CO2的物質(zhì)的量為________mol,在標準狀況下的體積約為_______L。
(3)同溫同壓下,同體積O2和O3的質(zhì)量比____,同質(zhì)量O2和O3所含氧原子的個數(shù)比為____。
(4)在一定的溫度和壓強下,1體積X2 (氣)跟3體積Y2 (氣)化合生成2體積化合物,則該化合物的化學式是_____________。
(5)三種正鹽的混合溶液中含有0.2 mol Na+、0.25 mol Mg2+、0.4 mol Cl-、SO42-,則SO42-物質(zhì)的量為___________mol。
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【題目】已知在等溫等壓條件下,化學反應方向的判據(jù)為:ΔH-TΔS<0 反應能正向自發(fā)進行,ΔH-TΔS=0 反應達到平衡狀態(tài), ΔH-TΔS>0 反應不能自發(fā)進行。設反應A=D+E ΔH-TΔS=(-4 500+11T) J·mol-1,要防止反應發(fā)生,溫度必須( )
A.高于409 KB.低于136 K
C.高于136 K而低于409 KD.低于409 K
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【題目】以NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
①1mol金屬鈉加熱時完全反應,轉移電子數(shù)為NA
②標準狀況下,22.4L水中分子數(shù)為NA
③1L2mo/L的氯化鎂溶液中含氯離子數(shù)目為4NA
④0.5molFe與足量稀HCl反應時,轉移的電子數(shù)為2NA
⑤46gNO2和N2O4混合氣體中含有原子數(shù)為3NA
A. ①③④⑤ B. ③④ C. ①③⑤ D. ①②③⑤
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【題目】如圖為一“鐵鏈”圖案,小明在圖案上分別寫了H2、CO2、Na2O、NaCl、FeCl3五種物質(zhì),圖中相連的兩種物質(zhì)均可歸屬為一類,相交部分A、B、C、D為其相應的分類依據(jù)代號。請回答下列問題。
(1)請將分類依據(jù)代號填入相應的括號內(nèi):
(____)兩種物質(zhì)都不是電解質(zhì)
(____)兩種物質(zhì)都是鈉的化合物
(____)兩種物質(zhì)都屬于氧化物
(____)兩種物質(zhì)都屬于鹽
(2)用潔凈的燒杯取少量蒸餾水,用酒精燈加熱至沸騰,向燒杯中逐滴加入1 mol·L-1的如圖中某種物質(zhì)M的水溶液,繼續(xù)煮沸可制得一種紅褐色膠體。
①物質(zhì)M的化學式為____________。
②證明有紅褐色膠體生成的實驗方法是___________________(不需要回答具體操作方法)。
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【題目】實驗小組模擬工業(yè)上海水提溴,設計如下實驗。 回答下列問題:
Ⅰ. 利用如圖所示裝置富集溴:
實驗步驟:
①關閉 k1、k3,打開k2,向裝置A 中通入足量Cl2,充分反應;
②停止通Cl2,關閉k2,打開 k1、k3 和k4, 向裝置A 中通入足量熱空氣,同時向裝置C中通入足量SO2,充分反應;
③停止通氣體,關閉k1、k4。
(1)a 的名稱為___________。
(2) 步驟①中主要反應的離子方程式為_____________。
(3) 步驟②中通入熱空氣的作用為_______。 裝置 C 發(fā)生富集溴的反應中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為____________;實際參加反應的SO2 的物質(zhì)的量大于理論值,主要原因為_____________(用化學方程式表示)。
Ⅱ.制備溴:
富集溴的過程結束后,繼續(xù)向裝置 C 中通入 Cl2,充分反應后蒸餾。
(4)下列蒸餾裝置正確的是_____(填選項字母)。
(5) 裝置 A 中加入V mL 含 Br-的濃度為 c mol·L-1的濃縮海水,蒸餾所得溴單質(zhì)的質(zhì)量為 m g, 則該實驗中溴單質(zhì)的產(chǎn)率為__________。
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【題目】已知固體A是中學常見的礦物,由四種元素組成,現(xiàn)設計如下實驗:
請回答:
(1)固體A的化學式______________。
(2)鎂能在氣體E中燃燒,寫出反應的化學方程式____________。
(3)寫出固體C與氨氣反應生成D的化學方程式_________________。
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