减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 (填序号):
a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的
量之比为:n(M)总:n(N)总= 。
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的
大小关系为 。
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为 。
②电化学降解NO3-的原理如图所示,电源正极为 (填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+====5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为 。
SO2和NOx都是大气污染物。
(1)汽车排放的尾气中含CO和NO,汽车发动机工作时产生的NO和CO可通过催化转化器转化为两种无污染的气体,该反应的化学方程式是 。
(2)采取还原法,用炭粉可将氮氧化物还原。
已知:① N2(g)+O2(g)= 2NO(g)ΔH=+180.6 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)= CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1
则反应C(s)+2NO(g)= CO2(g)+N2(g)ΔH=________kJ·mol-1。
(3)将NO2变成无害的N2,要找到适合的物质G与适当的反应条件,G应为
(填写“氧化剂”或“还原剂”)。下式中X必须为无污染的物质,系数n可以为0。NO2+GN2+H2O+nX(未配平的反应式)。下列化合物中,满足上述反应式中的G是 (填写字母)。
a.NH3 b.CO2 c.SO2 d.CH3CH2OH
(4)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如下图所示:
NO2被吸收的离子方程式是 。
(5)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。
①b极的电极反应式为 。
②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有SO32-生成。该反应离子方程式为 。
综合利用CO2对环境保护及能开发意义重大。
(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是______。
a. 可在碱性氧化物中寻找
b. 可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c. 可在具有强氧化性的物质中寻找
(2)Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是:在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是______。
(3)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A:
已知:
反应A的热化学方程式是_______。
(4)高温电解技术能高效实现(3)中反应A,工作原理示意图如下:
① 电极b发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
② CO2在电极a放电的反应式是______。
(5)CO与H2在高温下合成C5H12(汽油的一种成分)减少碳排放。已知燃烧1 mol C5H12(g)生成H2O(g)放出约3540 kJ的热量。根据化学平衡原理,说明提高合成C5H12的产率可采取的措施是______。
用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的溶液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1 mol·L-1的FeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压数值):
序号 |
电压/V |
阳极现象 |
检验阳极产物 |
Ⅰ |
x≥a |
电极附近出现黄色,有气泡产生 |
有Fe3+、有Cl2 |
Ⅱ |
a>x≥b |
电极附近出现黄色,无气泡产生 |
有Fe3+、无Cl2 |
Ⅲ |
b>x>0 |
无明显变化 |
无Fe3+、无Cl2 |
(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是_____________________。
(2)Ⅰ中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应:
__________________________。
(3)由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有________性。
(4)Ⅱ中虽未检验出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:
序号 |
电压/V |
阳极现象 |
检验阳极产物 |
Ⅳ |
a>x≥c |
无明显变化 |
有Cl2 |
Ⅴ |
c>x≥b |
无明显变化 |
无Cl2 |
①NaCl溶液的浓度是________mol·L-1。
②Ⅳ中检测Cl2的实验方法_________________________。
③与Ⅱ对比,得出的结论(写出两点): 。
I.氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价)的速率如图所示,已知这个反应速率随着溶液中c(H+)增大而加快。
(1)反应开始时反应速率加快的原因是___________________。
(2)反应后期反应速率下降的原因是___________________。
II.用惰性电极电解200 mL一定浓度的硫酸铜溶液,实验装置如图①所示,电解过程中的实验数据如图②所示,横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量,纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。
(1)下列说法正确的是______(填序号)。
A.电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,后有气泡产生 |
B.a电极上发生的反应为2H++2e-===H2↑和4OH--4e-===2H2O+O2↑ |
C.从P点到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12 g·mol-1 |
D.OP段表示H2和O2混合气体的体积变化,PQ段表示O2的体积变化 |
(2)如果要使溶液恢复到电解前的状态,向溶液中加入0.8 g CuO即可,则电解后溶液的c(H+)= ______。(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后,使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH,电解过程中转移的电子为______mol。
(4)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后,使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解),电解过程中转移的电子为______mol。
有电化学装置如图连接,请回答下列问题:
(1)图中甲、乙两池的名称:甲池是 装置;乙池是 装置。
(2)请回答下列电极的名称:通入H2的电极名称是 ,C(石墨)电极的名称是 。
(3)写出电极反应式:通入O2的电极的电极反应式是 。
(4)乙池中反应的化学方程式为 。
(5)当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗H2 mL(标准状况下)。
某化学兴趣小组设计了下图所示实验装置,其中c为石墨电极,d为银电极。
(1)甲池中OH-移向 极(填电极的字母序号),f为 (填电极名称)。
(2)a极上的电极反应式是 。
(3)乙池中放出气体的电极为 极(填“c”或“d”),写出此电极反应式: 。
(4)乙池中总反应的离子方程式是 。
(5)当乙池中阴极质量增加5.40 g时,丙池某电极析出1.60 g金属,则丙池的溶液中溶质可能是 (填序号)。
A.MgSO4 | B.CuSO4 | C.NaCl | D.AgNO3 |
W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为14,中子数为7;X的离子与N具有相同的质子、电子数目:W与Y的氧化物均能导致酸雨的形成;Z的非会属性在同周期主族元素中最强。
(1)Y在周期表中的位置是 。
(2)用电子式表示化合物X3W的结构 。
(3)X3W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A,该反应的化学方程式是 。
(4)同温同压下,将a L W的简单氢化物和b LZ的氢化物通入水中,若所得溶液的pH=7则a b(填“>”或“<”或“=”)。
(5)用惰性电极电解化合物XZ溶液从阴极释放出气休B,该反应的离子方程式是 。
(6)已知W的单质与气体B在一定条件下可形成气体A,即:
△H=—92.4kJ·mo1-1
在某温度时,一个容积固定的密闭容器中,发生上述反应。在不同时间测定的容器内各物质的浓度如下表:
时间 |
浓度(mo1/L) |
||
c(W2) |
c(B) |
c(A) |
|
第0 min |
4.0 |
9.0 |
0 |
第10 min |
3.8 |
8.4 |
0.4 |
第20 min |
3.4 |
7.2 |
1.2 |
第30 min |
3.4 |
7.2 |
1.2 |
第40 min |
3.6 |
7.8 |
0.8 |
①0min~10min,W2的平均反应速率 。
②反应在第l0min改变了反应条件,改变的条件可能是 。
a.更新了催化剂 b.升高温度 c.增大压强 d.增加B的浓度
③若反应从第30min末又发生了一次条件改变,改变的反应条件可能是 。
a.更新了催化剂 b.升高温度 c.增大压强 d.减小A的浓度
为应对环境污染,使得对如何减少煤燃烧和汽车尾气中各种含碳、氮、硫等气体的排放,及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。
(1)为减少煤燃烧中废气的排放,常将煤转化为清洁气体燃料。请写出焦炭与水蒸气高温下反应的化学方程式: 。
(2)选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的 CO、NO转化为无毒气体。
已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H1="-566" kJ∙mol-1
②2NO(g)+2CO(g) ⇋ N2(g)+ 2CO2(g) ∆H2="-746" kJ∙mol-1
则反应N2(g)+ O2(g)= 2NO(g)的∆H= kJ∙mol-1。
(3)在一定温度下,向1L密闭容器中充入0.5 mol NO、2 mol CO,发生上述反应②,20s反应达平衡,此时CO的物质的量为1.6 mol。在该温度下反应的平衡常数K= 。
(4)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为_______________。
(5)氮氧化物进入水体可转化为NO3─,电化学降解法可用于治理水中NO3─的污染。原理如图所示。
电源正极为 (填“A”或“B”),若电解过程中转移了0.4mol电子,则处理掉的NO3─为 g。
根据下图所示回答有关问题:
(1)甲池为 (选填“原电池”或“电解池”),石墨A上发生的电极反应式为: 。
(2)乙池中Zn棒为 极, Zn棒上发生反应的电极反应式为: 。
(3)石墨B上刚好有9.6克物质析出时,则反应过程中转移的电子数为 。
减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为:_________________________。
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的量之比为:n(M)总:n(N)总= 。
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为 。
(3)电化学降解NO—的原理如图所示,电源正极为 (填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为_________________。
(4)已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.5×10-10。现向1000 L 1.5×10-2mol/L CaCl2溶液中通入氟化氢气体,当开始出现白色沉淀时,通入的氟化氢为____________ mol(保留3位有效数字)。
如图所示装置,X、Y为电源的两极,a、b均为石墨电极,c为铜电极,d为铁电极,A槽中盛装饱和食盐水,B槽中盛装CuCl2溶液。通电一段时间后,发现d电极上覆盖一层红色物质。
根据以上实验事实,回答下列问题:
(1)c极的电极反应式为 ;
(2)A槽中发生反应的离子方程式为 ;
(3)A槽中溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(9分)下图是一套电解装置,两U型管中均盛有50.0 mL电解质溶液,a、b、c、d为 Pt电极。通电一段时间,d电极上析出金属Ag 2.16 g,没有气体产生。同时在b、c两极收集到标准状况下相同体积的气体。请回答:
(1)c为______极,写出c电极上的电极反应式:_______________,c极收集到的气体体积在标准状况下为___________L。
(2)b为______极,写出b电极上的电极反应式:开始时是____________、后来_______________。
(3)原CuCl2溶液中溶质的物质的量浓度为___________mol/L。
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程如下图所示,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源负极相连的电极上的电极反应式为_____,若检验与电源正极相连的电极上的气体产物,实验室中通常选用的化学试剂是__________。
(2)工业食盐中含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为___________。
(3)如果粗盐中SO42—含量较高,必须添加钡试剂除去,该钡试剂可以是________(选填a、b、c)。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)为了有效地除去Ca2+、Mg2+、SO42—,加入试剂的合理顺序为_______(选填a、b、c)。
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过________、冷却、________(填写操作名称)除去NaCl。
(12分)(1)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式: 。若1g水蒸气转化成液态水放热2.5kJ,则氢气的燃烧热为△H= kJ/mol。
(2)近年来已经研制出甲烷(CH4)燃料电池,该电池的电解质溶液为H2SO4溶液,写出该电池负极的电极反应式:____________________。该电池总反应式:________________________。
(3)用惰性电极电解AgNO3溶液,写出该电解反应的化学方程式 ;若在阳极收集到0.32 g O2,中和电解生成的酸需0.4 mol·L-1 NaOH溶液 mL。
试题篮
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