【題目】電化學(xué)的應(yīng)用十分廣泛,在分析檢測(cè)、有機(jī)合成等領(lǐng)域應(yīng)用很廣,請(qǐng)分析下列幾種電化學(xué)裝置并回答問(wèn)題:
(1)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,可作燃料電池的燃料。肼燃料電池的原理如圖 1 所示,正極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為___________________________________________;在肼燃料電池使用過(guò)程中,負(fù)極區(qū)的pH_____________(填寫“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)某模擬“人工樹(shù)葉”的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。該裝置工作時(shí),H+從____________(填字母,后同)極區(qū)向____________極區(qū)遷移,將電能轉(zhuǎn)化為___________能,每生成3molO2,有______________gCO2被還原。
(3)圖3中甲裝置為C3H8O的燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)裝置,該同學(xué)想在乙裝置中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅,則f處通________________________________,寫出電極c上的電極反應(yīng)式:__________________________________________________________。
【答案】O2+4e-+2H2O=4OH- 減小 b a 化學(xué) 88g O2 C3H8O+24OH--18e-=3CO32-+16H2O
【解析】
(1)右側(cè)通入氧氣,為正極,正極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O=4OH-;左邊Pt電極上,肼氧化生成氮?dú)猓瑒t左邊Pt電極為負(fù)極,右邊Pt電極為正極,肼失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,在肼燃料電池使用過(guò)程中,負(fù)極消耗OH-,負(fù)極區(qū)的pH減;
(2)該裝置是電解池裝置,是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,電池總的方程式為:6CO2+8H2O2C3H8O+9O2,該裝置工作時(shí),H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,即生成9mol的氧氣,陰極有6mol的二氧化碳被還原,也就是1mol的氧氣,陰極有mol的二氧化碳被還原,每生成3molO2,有88gCO2被還原;
(3)圖3中甲裝置為C3H8O的燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)裝置,該同學(xué)想在乙裝置中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅,d為正極,f處通O2,c為負(fù)極,負(fù)極C3H8O發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸鹽,負(fù)極的電極反應(yīng)式為:C3H8O+24OH--18e-=3CO32-+16H2O。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某溫度下HF的電離常數(shù)Ka=3.3×10-4 mol·L-1,CaF2的溶度積常數(shù)Ksp=1.46×10-10(mol·L-1)3。在該溫度下取濃度為0.31 mol·L-1的HF與濃度為0.002 mol·L-1的CaCl2溶液等體積混合。下列說(shuō)法正確的是( )
A.該溫度下,0.31 mol·L-1的HF溶液的pH=2
B.升高溫度或增大濃度,HF的電離平衡常數(shù)都將增大
C.兩溶液混合不會(huì)產(chǎn)生沉淀
D.向飽和的CaF2溶液中加水后,c(Ca2+)一定比加水前減小
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法,是德國(guó)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者哈伯發(fā)明的。其合成原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,△S<0。
(1)下列關(guān)于工業(yè)合成氨的說(shuō)法不正確的是___
A.因?yàn)?/span>△H<0,所以該反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行
B.因?yàn)?/span>△S<0,所以該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行
C.在高溫下進(jìn)行是為了提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
D.使用催化劑加快反應(yīng)速率是因?yàn)榇呋瘎┙档土朔磻?yīng)的活化能
(2)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行合成氨的反應(yīng),下列能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___。
a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2
b.v(N2)正=3 v(H2)逆
c.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
d.混合氣體的密度保持不變
(3)工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如下:
請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理來(lái)解釋在流程中及時(shí)分離出氨氣和循環(huán)使用氣體的原因___。
(4)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)工業(yè)合成氨反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(圖中T表示溫度,n表示H2物質(zhì)的量)。
①圖象中T2和T1的關(guān)系是:T2__T1(填“>,<或=”)
②a、b、c、d四點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率最高的是__(填字母)。
(5)恒溫下,往一個(gè)4L的密閉容器中充入5.2molH2和2molN2,反應(yīng)過(guò)程中對(duì)NH3的濃度進(jìn)行檢測(cè),得到的數(shù)據(jù)如下表所示:
時(shí)間/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
c(NH3)/mol·L-1 | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
①此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=__。
②若維持容器體積不變,溫度不變,往原平衡體系中加入H2、N2和NH3各4mol,化學(xué)平衡將向___反應(yīng)方向移動(dòng)(填“正”或“逆”)。
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol。在恒溫恒容的密閉容器中充入1molN2和一定量的H2發(fā)生反應(yīng)。達(dá)到平衡后,測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為18.4kJ,容器內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的90%,則起始時(shí)充入的H2的物質(zhì)的量為__mol。
(6)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ/mol
寫出氨氣催化氧化生成NO和水蒸氣的熱化學(xué)方程式__。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一定溫度下,在三個(gè)體積均為 2.0L 的恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):A(g)B(g)+C(g) H>0。
起始物質(zhì)的量(mol) | 平衡物質(zhì)的量(mol) | |||||
容器 | 溫度(℃) | A(g) | B(g) | C(g) | 達(dá)到平衡所需時(shí)間(s) | |
Ⅰ | T1 | 0.20 | 0.10 | 0.10 | t1 | |
Ⅱ | T2 | 0.40 | t2 | |||
Ⅲ | T3 | 0.20 | 0.15 | 0.15 | t3 |
下列說(shuō)法正確的是( )
A.達(dá)到平衡的時(shí)間:t3>t1
B.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),A 的轉(zhuǎn)化率:容器Ⅱ>容器
C.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),容器 I 中的平均速率為 v(A)=(0.10/t1)mol/(L·s)
D.T1 時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 0.05
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成;牙膏中其他成分遇到鹽酸時(shí)無(wú)氣體產(chǎn)生。某興趣小組對(duì)摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究:
Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn)
取適量牙膏樣品,加水充分?jǐn)嚢、過(guò)濾。
(1)往濾渣中加入過(guò)量NaOH溶液,過(guò)濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是______________。
(2)往(1)所得濾液中通入過(guò)量二氧化碳,主要發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。
Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定
利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),充分反應(yīng)后,測(cè)定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量,以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題:
(3)D裝置的作用是 ;
(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝。其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外,還有:______________。
(5)下列各項(xiàng)措施中,不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是________________(填標(biāo)號(hào))。
a.在加入鹽酸之前,應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體
b.滴加鹽酸不宜過(guò)快
c.在A~B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
d.在B~C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置
(6)有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO3質(zhì)量,只要測(cè)定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差,一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高,原因是_____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】工業(yè)上為了測(cè)定輝銅礦(主要成分是Cu2S)中Cu2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)按如下步驟操作:
實(shí)驗(yàn)原理是:Cu2S+O2=SO2+2Cu,通過(guò)測(cè)定SO2的量來(lái)確定Cu2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
A.連接全部?jī)x器,使其成為如圖裝置,并檢查裝置的氣密性。
B.稱取研細(xì)的輝銅礦樣品1.000g。
C.將稱量好的樣品小心地放入硬質(zhì)玻璃管中。
D.以每分鐘1L的速率鼓入空氣。
E.將硬質(zhì)玻璃管中的輝銅礦樣品加熱到一定溫度,發(fā)生反應(yīng)為:Cu2S+O2=SO2+2Cu。
F.移取25.00ml含SO2的水溶液于250ml錐形瓶中,用0.0100mol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。按上述操作方法重復(fù)滴定2—3次。
試回答下列問(wèn)題:
(1)裝置①的作用是_______________________;裝置②的作用是_________________________
(2)假定輝銅礦中的硫全部轉(zhuǎn)化為SO2,并且全部被水吸收,則操作F中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________。
(3)若操作F的滴定結(jié)果如下表所示,則輝銅礦樣品中Cu2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____________。
滴定次數(shù) | 待測(cè)溶液的體積/mL | 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 | |
滴定前刻度/mL | 滴定后刻度/mL | ||
1 | 25.00 | 1.04 | 21.03 |
2 | 25.00 | 1.98 | 21.99 |
3 | 25.00 | 3.20 | 21.24 |
(4)本方案設(shè)計(jì)中有一個(gè)明顯的缺陷影響了測(cè)定結(jié)果(不屬于操作失誤),你認(rèn)為是___________(寫一種即可)。
(5)某人設(shè)想以右圖所示裝置用電化學(xué)原理生產(chǎn)硫酸, 寫出通入SO2的電極的電極反應(yīng)式___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】資料顯示:鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案并驗(yàn)證產(chǎn)物、探究反應(yīng)原理。
(1)提出假設(shè)
實(shí)驗(yàn)1:用砂紙擦去鎂條表面的氧化膜,將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中,迅速反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變?yōu)榧t.該同學(xué)對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物進(jìn)行如下猜測(cè):
猜測(cè)1:白色不溶物可能為_________;
猜測(cè)2:白色不溶物可能為MgCO3.
猜測(cè)3:白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3yMg(OH)2].
(2)設(shè)計(jì)定性實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)物并驗(yàn)證猜測(cè):
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 實(shí)驗(yàn) | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
實(shí)驗(yàn)Ⅱ | 將實(shí)驗(yàn)Ⅰ中收集到的氣體點(diǎn)燃 | 能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰 | 氣體成分為___①______ |
實(shí)驗(yàn)Ⅲ | 取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的白色不溶物,洗滌,加入足量____②_____ | _____③____ | 白色不溶物可能含有猜測(cè)2中不溶物 |
實(shí)驗(yàn)Ⅳ | 取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液 | 產(chǎn)生白色沉淀 | 溶液中存在 _____④____ |
(3)為進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)1的產(chǎn)物,設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)方案,如圖所示:
稱取實(shí)驗(yàn)1中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6g,充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止,并使分解產(chǎn)生的氣體全部通入裝置A和B中.實(shí)驗(yàn)后裝置A增重1.8g,裝置B增重8.8g,試確定白色不溶物的化學(xué)式:_________;(4)請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)和化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物的原因:_________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】聚鄰苯二甲酸二烯丙脂(DAP-A)是一種優(yōu)良的熱固性樹(shù)脂,這種材料可以采取下列路線合成:
已知: DAP-A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
(1)反應(yīng)①~④中,屬于取代反應(yīng)的是___________________。
(2)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
反應(yīng)②_________________________________________________________;
反應(yīng)④_________________________________________________________。
(3)G是E的同分異構(gòu)體,G具有如下性質(zhì):①能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且1 molG與銀氨溶液反應(yīng)時(shí)最多可得到4molAg:②遇FeCl3溶液呈紫色:③在稀硫酸中能發(fā)生水解反應(yīng)。則符合上述條件的G最多有_____________種,請(qǐng)寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________________,該物質(zhì)有___________________種不同化學(xué)環(huán)境的氫。
(4)工業(yè)上可由C經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)制得甘油,試仿照題目中合成流程圖的形式。寫出這一合成過(guò)程:_______________________________________________________________________________________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】組成和結(jié)構(gòu)可用表示的有機(jī)物共有(不考慮立體結(jié)構(gòu))( )
A. 24種B. 28種C. 32種D. 36種
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