【题目】纤维素乙醇燃料是一种绿色、可再生的新能源,利用地球上广泛存在的纤维素质生物原料生产清洁的乙醇燃料制成燃料电池。下图是绿色电源“乙醇燃料电池”的工作原理示意图(a、b均为多孔性石墨电极)。该电池工作时,下列说法错误的是
A.该电池工作时是把化学能转化为电能B.H+通过质子交换膜从a极区移向b极区
C.a电极反应式为C2H5OH-12e- +16OH-=2CO+11H2OD.电池工作时,消耗标准状况下6.72LO2,外电路中转移电子数为1.2NA
【答案】C
【解析】
乙醇燃料电池,C2H5OH和O2反应生成二氧化碳和水,乙醇在负极发生氧化反应,a电极是负极,电极反应为:C2H5OH-12e- +3H2O =2CO2+12H+,氧气在正极发生还原反应,b电极是正极,电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O,总的电极反应为:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,然后分析。
A.乙醇燃料电池属于原电池,该电池工作时是把化学能转化为电能,故A正确;
B.原电池中,阳离子从负极移向正极,a电极是负极,b电极是正极,H+通过质子交换膜从a极区移向b极区,故B正确;
C.a电极是负极,电极反应为:C2H5OH-12e- +3H2O =2CO2+12H+,故C错误;
D.b电极是正极,电极反应式为:O2+4H++4e- =2H2O,消耗标准状况下6.72LO2,物质的量为,当消耗1mol氧气时,转移4mol电子,当消耗0.3mol氧气时,外电路中转移电子为1.2mol,转移电子数为1.2NA,故D正确;
答案选C。
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【题目】t℃时,在体积不变的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),各组分在不同时刻的浓度如下表:下列说法正确的是( )
物质 | X | Y | Z |
初始浓度(mol/L) | 0.1 | 0.2 | 0 |
2min末浓度(mol/L) | 0.08 | a | b |
平衡浓度(mol/L) | 0.05 | 0.05 | 0.1 |
A.平衡时,X的转化率为20%
B.t℃时,2min末Y与Z的物质的量浓度:a=0.06mol/L,b=0.4mol/L
C.增大平衡后的体系压强,v正增大,v逆减小,平衡向正反应方向移动
D.前2min内,用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)=0.03mol/(L·min)
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【题目】A、B、C、D都是中学化学中常见物质,其中A、B、C均含有同一种元素,在一定条件下相互转化关系如下(部分反应中的水已略去)。根据题意回答下列问题:
(1)若A、B、C的焰色反应均为黄色,C为厨房中的用品,D的过度排放会造成温室效应。
①A的化学式______________、B的俗名____________;
②反应II的离子方程式是__________________________________。
(2)若A、D均为单质,且A为气体,D元素的一种红棕色氧化物常用作颜料。
①反应II的离子方程式是_____________________________;
②反应Ⅲ的离子方程式是_____________________________;
③检验B中阳离子最好的方法是_____________________________________。
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【题目】温度恒定的条件下,在2 L容积不变的密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。开始充入4 mol的SO2和2 mol的O2,10 s后达到平衡状态,此时c(SO3)=0.5 mol·L-1,下列说法不正确的是 ( )
A.v(SO2)∶v(O2)=2∶1B.10 s内,v(SO3)=0.05 mol·L-1·s-1
C.SO2的平衡转化率为25%D.平衡时容器内的压强是反应前的5/6倍
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【题目】50mL0.55mol/LNaOH溶液和50mL0.25mol/L硫酸溶液反应,测定中和热。近似认为两溶液的密度都是1g/cm3,实验数据如下表:
温度 实验次数 | 起始温度t1℃ | 终止温度t2℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | ||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 29.5 |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 32.3 |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.2 |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 29.8 |
中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·℃),则中和热△H=___(取小数点后一位)
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【题目】硝酸是一种重要的化工原料,用来制取一系列硝酸盐类氮肥,如硝酸铵、硝酸钾等;也用来制取含硝基的炸药等。试回答下列问题:
(1)某同学对铁与稀硝酸的反应进行探究,若HNO3只被还原成NO,则:
①写出铁与过量稀硝酸反应的离子方程式:__。
②写出过量铁与稀硝酸反应的离子方程式:__。
③若28g铁与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应,则生成的Fe3+和Fe2+的物质的量之比为__。上述反应结束后,向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液,滤出沉淀洗涤后,在空气中灼烧至质量不变,最终得到的固体质量为__g。
(2)饮用水中NO3-对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO3-的浓度,某饮用水研究人员提出,可在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2。
①配平方程式:__Al+__NO3-+__OH-+__=__[Al(OH)4]-+__N2↑。
②上述反应中,还原剂与还原产物的物质的量之比是__,反应中转移电子0.3mol,生成__mL(标准状况下)N2。
【答案】Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O 3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O 2∶3 40 10 6 4 18H2O 10 3 10∶3 672
【解析】
(1)①铁与过量稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和水,离子方程式为Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O;
②过量铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水,离子方程式为3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O;
③28g铁的物质的量为0.5mol,与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应,设生成的Fe3+和Fe2+的物质的量分别是xmol、ymol,即生成xmol硝酸铁和ymol硝酸亚铁,根据N原子守恒知,生成NO的物质的量为(1.6-3x-2y)mol,根据得失电子守恒有3x+2y=3(1.6-3x-2y),又有x+y=0.5,解得x=0.2,y=0.3,则生成的Fe3+和Fe2+的物质的量之比为2∶3;上述反应结束后,向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液,滤出沉淀洗涤后,在空气中灼烧至质量不变,由于生成的氢氧化亚铁在空气中易被氧化为氢氧化铁,氢氧化铁受热分解最终得到的固体是氧化铁,故其物质的量为0.5mol×=0.25mol,质量为40g;
(2)①根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒,可知离子方程式为10Al+6NO3-+4OH-+18H2O=10[Al(OH)4]-+3N2↑;
②上述反应中,还原剂是Al,还原产物是N2,其物质的量之比为10∶3;由方程式可知,生成3molN2时转移电子30mol,所以反应中转移电子0.3mol,生成N2的体积(标准状况下)为×22.4L·mol-1=0.672L=672mL。
【点睛】
金属与硝酸反应的计算一般常采用以下方法:①原子守恒法:HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以NO的形式存在于溶液中;一部分作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量;②得失电子守恒法:HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得到电子的物质的量等于金属失电子的物质的量;③电荷守恒法:HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-)有:c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子);④离子方程式计算法:金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时,由于溶液中NO3-在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应,因此此类题目应用离子方程式来计算,先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或NO3-进行相关计算,且溶液中要符合电荷守恒。
【题型】综合题
【结束】
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【题目】如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题:
(1)写出N2的一种用途:___。
(2)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl-的在,则C的化学式为___。
(3)实验室制取物质B的化学方程式为____。
(4)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为____。
(5)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为___。
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【题目】下列实验现象与实验操作不相匹配的是
实验操作 | 实验现象 | |
A | 向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置 | 溶液的紫色逐渐褪去,静置后溶液分层 |
B | 将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶 | 集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生 |
C | 向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸 | 有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊 |
D | 向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉,充分振荡后加1滴KSCN溶液 | 黄色逐渐消失,加KSCN后溶液颜色不变 |
A. AB. BC. CD. D
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【题目】松萝酸常作为牙膏和化妆品的添加剂,可由化合物X经过两步反应制得,下列有关说法不正确的是
A.X、Y均能与NaHCO3溶液反应产生气体
B.化合物X和Y与FeCl3溶液均可发生显色反应
C.1mol化合物X与浓溴水反应时最多能与2molBr2反应
D.lmol化合物Y最多能与8molH2反应
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【题目】下列实验装置能达到实验目的是(夹持仪器未画出)
A. 用于检验溴乙烷消去生成的乙烯
B. 用于石油的分馏
C. 用于实验室制硝基苯
D. 可证明酸性:盐酸>碳酸>苯酚
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