【题目】将如图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是
A. 电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
B. 片刻后可观察到滤纸b点变红色
C. 片刻后甲池中c(SO42—)增大
D. Cu电极上发生还原反应
【答案】D
【解析】
甲、乙装置能自发的进行氧化还原反应,所以是带盐桥的原电池,锌易失电子作负极,铜作正极,则含有硫酸钾溶液的滤纸是电解池,a是阴极,b是阳极,阴极上氢离子放电,阳极上氢氧根离子放电,电子从负极沿导线流向电解池阴极,原电池放电时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。
A项、电子从Zn→a,b→Cu路径流动,电子不进入电解质溶液,故A错误;
B项、电解池中,a电极上氢离子放电生成氢气,同时a电极附近生成氢氧根离子,导致溶液碱性增强,所以a极变红色,故B错误;
C项、锌作负极,负极上锌失电子发生氧化反应生成锌离子进入溶液,甲池中硫酸根离子不参加反应,所以硫酸根离子浓度不变,故C错误;
D项、铜电极作正极,正极上铜离子得电子发生还原反应而生成铜,故D正确。
故选D。
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【题目】有机物分子M只含有C、H、O三种元素,其球棍模型如图所示。下列有关M的说法正确的是( )
A.M中只含有一种官能团
B.M与浓硫酸共热能发生消去反应
C.M能与H2在一定条件下发生加成反应
D.M和乙酸互为同系物
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【题目】用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化):
实验序号 | A溶液 | B溶液 |
① | 20mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液 | 30mL0.1mol·L-1KMnO4溶液 |
② | 20mL0.2mol·L-1H2C2O4溶液 | 30mL0.1mol·L-1KMnO4溶液 |
(1)该实验探究的是___因素对化学反应速率的影响。如图一,相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是___(填实验序号)。
(2)若实验①在2min末收集了2.24mLCO2(标准状况下),则在2min末,c(MnO)=___mol·L-1(假设混合液体积为50mL)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定___来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率总是如图二,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物MnSO4是该反应的催化剂、②___。
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【题目】(10分)含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续性发展,有着重要的研究价值。请回答下列问题:
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=___________kJ·mol1。下列有利于提高CO平衡转化率的措施有_______________(填标号)。
a.增大压强 b.降低温度
c.提高原料气中H2O的比例 d.使用高效催化剂
(2)用惰性电极电解KHCO3溶液,可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO),然后进一步可以制得重要有机化工原料甲酸。CO2发生反应的电极反应式为________________,若电解过程中转移1 mol电子,阳极生成气体的体积(标准状况)为_________L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g),其反应历程如下:
①由原料到状态Ⅰ____________能量(填“放出”或“吸收”)。
②一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO2,起始压强为p0,平衡时容器内气体总物质的量为5 mol,乙苯的转化率为_______,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]
③乙苯平衡转化率与p(CO2)的关系如下图所示,请解释乙苯平衡转化率随着p(CO2)变化而变化的原因________________________________________________。
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【题目】将4 mol A气体和2 mol B气体在体积为2 L的密闭容器中混合,并在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g) xC(g),若经2 s后测得A的物质的量为2.8 mol,C的物质的量浓度为0.6 mol/L。现有下列几种说法:
①2 s内用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol/(L·s);
②2 s内用物质B表示的平均反应速率为0.15 mol/(L·min)
③2 s时物质B的转化率为70%;
④x=2。
其中正确的是:
A. ①④ B. ②③ C. ①②③ D. ①②④
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【题目】(11分)近年来,随着锂离子电池的广泛应用,废锂离子电池的回收处理至关重要。下面是利用废锂离子电池正极材料(有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等)回收钴、镍、锂的流程图。
已知:P204[二(2乙基己基)磷酸酯]常用于萃取锰,P507(2乙基己基膦酸2乙基己酯)和Cyanex272[二(2,4,4)三甲基戊基次磷酸]常用于萃取钴、镍。
回答下列问题:
(1)在硫酸存在的条件下,正极材料粉末中LiCoO2与H2O2反应能生成使带火星木条复燃的气体,请写出反应的化学方程式__________________________________。
(2)一些金属难溶氢氧化物的溶解度(用阳离子的饱和浓度表示)与pH的关系图如下:
加入NaOH溶液调pH=5可除去图中的________(填金属离子符号)杂质;写出除去金属离子的离子方程式________________________(一种即可)。
(3)已知P507萃取金属离子的原理为nHR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nH+(aq),且随着萃取过程中pH降低,萃取效率下降。萃取前先用NaOH对萃取剂进行皂化处理,皂化萃取剂萃取金属离子的反应为nNaR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nNa+(aq)。对萃取剂进行皂化处理的原因为________________。
(4)控制水相pH=5.2,温度25℃,分别用P507、Cyanex272作萃取剂,萃取剂浓度对萃取分离钴、镍的影响实验结果如图所示。
■—Co(Cyanex272);●—Ni(Cyanex272);▲—Co(P507);▼—Ni(P507)
由图可知,钴、镍的萃取率随萃取剂浓度增大而_________(填“增大”或“减小”);两种萃取剂中___________(填“P507”或“Cyanex272”)的分离效果比较好,若选P507为萃取剂,则最适宜的萃取剂浓度大约为__________mol·L1;若选Cyanex272萃取剂,则最适宜的萃取剂浓度大约为___________mol·L1。
(5)室温下,用NaOH溶液调节钴萃余液的pH=12,搅拌一段时间后,静置,离心分离得到淡绿色氢氧化镍固体,镍沉淀率可达99.62%。已知Ksp[Ni(OH)2]=5.25×1016,则沉镍母液中Ni2+的浓度为2.1×1011 mol·L1时,pH=______(lg5=0.7)。
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【题目】碘化钠在光学器件石油探测、安检、环境监测等领域有重要应用。某研究小组开发设计的制备高纯NaI的简化流程如图:
已知:
①I2(s)+I-(aq)I3-(aq)。
②水合肼(N2H4H2O)具有强还原性,可分别将碘的各种酸根和I2还原为I-,本身被氧化为无毒物质。
③NaI易溶于水,也易溶于酒精,在酒精中的溶解度随温度的升高增加不大。
请回答:
(1)步骤Ⅰ,I2与NaHCO3溶液发生歧化反应,生成物中含IO-和IO3-离子。
①I2与NaHCO3溶液反应适宜温度为40~70℃,则采用的加热方式为___。
②实验过程中,加少量NaI固体能使反应速率加快,其原因是___。
(2)步骤Ⅱ,水合肼与IO反应的离子方程式为___。
(3)步骤Ⅲ,多步操作为:
①将步骤Ⅱ得到的pH为6.5~7的溶液调整pH值至9~10,在100℃下保温8h,得到溶液A;
②将溶液A的pH值调整至3~4,在70~80℃下保温4h,得溶液B;
③将溶液B的pH调整至6.5~7,得溶液C;
④在溶液C中加入活性炭,混合均匀后煮沸,静置10~24h后,过滤除杂得粗NaI溶液。上述①②③操作中,调整pH值时依次加入的试剂为___。
A.NaOH B.HI C.NH3H2O D.高纯水
(4)步骤Ⅳ,采用改进的方案为用“减压蒸发”代替“常压蒸发”。
①“减压蒸发”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管、接收瓶之外,还有___。
A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.烧杯 D.抽气泵
②采用“减压蒸发”的优点为___。
(5)将制备的NaI2H2O粗品以无水乙醇为溶剂进行重结晶。请给出合理的操作排序___。
加热乙醇→ → → → →纯品(选填序号)。
①高纯水洗涤 ②减压蒸发结晶 ③NaI2H2O粗品溶解 ④趁热过滤 ⑤真空干燥 ⑥抽滤
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【题目】(1)现有如下两个反应:(A)NaOH+HCl=NaCl+H2O;(B)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,根据两反应本质,判断能设计成原电池的反应是___(填字母)。
(2)选择适宜的材料和试剂将(1)中你的选择设计为一个原电池。写出电池的正极电极反应式___。
(3)氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内部的新型发电装置,是一种具有应用前景的绿色电源。如图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示回答下列问题:
①该燃料电池的负极是___(填“a”或“b”)。
②___(填化学式)发生还原反应。
③总反应式是___。
(4)锌锰干电池是最早使用的化学电池,其基本构造如图所示:锌锰干电池的负极是锌(Zn),电路中每通过0.4mole-,负极质量减少___g;工作时NH在正极放电产生两种气体,其中一种气体分子是10e-的微粒,正极的电极反应式是___。
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【题目】如图所示是原电池的装置图。请回答:
(1)若C为稀H2SO4,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且作负极,则A电极上发生的电极反应式为___;反应进行一段时间后溶液酸性将__(填“增强”“减弱”或“基本不变”)。
(2)若需将反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置,则A(正极)极材料为___,B(负极)极材料为__,溶液C为___。
(3)CO与H2反应还可制备CH3OH,CH3OH可作为燃料使用,用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图:
电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则d电极是__(填“正极”或“负极”),c电极的反应方程式为__。若线路中转移1mol电子,则上述CH3OH燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为__L。
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