【题目】某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目。
(1)方案Ⅰ:有人提出将大小相等的铁片和铜片同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_________________________。
(2)方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式______________________________________。
(3)方案Ⅲ:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同):_________________________________________________;用离子方程式表示其反应原理:_______________________________________________。
【答案】Fe+2H+===Fe2++H2↑ 正极反应:2H++2e-===H2↑;负极反应:Fe-2e-===Fe2+ 把铁片插入CuSO4溶液中,一段时间后,观察铁片表面是否生成红色物质 Fe+Cu2+===Fe2++Cu
【解析】
(1)方案Ⅰ:根据铁与酸的反应分析并写出离子方程式;
(2)方案Ⅱ:根据正负极上得失电子写出电极反应式;
(3)方案Ⅲ:根据铁、铜之间的置换反应设计。
(1)方案Ⅰ:金属的活动性越强,与酸反应越剧烈,产生H2的速率越快,Fe能与H+反应生成H2:Fe+2H+===Fe2++H2↑,Cu不与H+反应,无明显现象,所以Fe的活动性大于Cu的。
(2)方案Ⅱ:利用原电池中相对活泼金属失去电子为原电池负极,相对不活泼的金属为原电池的正极来判断金属活动性的相对强弱,正极上氢离子得电子生成氢气,反应还原反应,电极反应式为2H++2e===H2↑;负极上铁失电子生成二价铁离子,发生氧化反应,电极反应式为Fe2e===Fe2+;用铁、铜作电极,稀硫酸作电解质溶液设计原电池,铁的金属性比铜强,所以铁作负极,铜作正极,电子从负极沿导线流向正极:;
(3)方案Ⅲ:可根据活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来设计实验,设计方法如下:将铁片置于CuSO4溶液中,一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出,即可以证明金属铁的活泼性强于金属铜的;反应原理为:铁和铜离子发生氧化还原反应生成铜和二价铁离子,反应的离子方程式为:Fe+Cu2+═Fe2++Cu。
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【题目】能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是
A. 二氧化碳溶于水且能反应生成碳酸,二氧化硅不溶于水不能与水反应生成硅酸
B. 在高温下,二氧化硅与碳酸钠能发生反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
C. 二氧化硅的熔点比二氧化碳的熔点高
D. 二氧化碳通入硅酸钠溶液中,生成白色胶状沉淀
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【题目】目前锂电池的应用日益广泛,而废旧锂电池的回收利用是十分重要的课题。回收利用废旧锂电池的流程如下:
已知:①锂电池废料的主要成分是LiCoO2、铝、炭黑及其他杂质。
②“溶液A”中主要金属离子是Co2+、Li+,还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+。
请回答:
(1)步骤Ⅰ中铝溶解的离子方程式为_____;
步骤Ⅲ中LiCoO2固体溶解的化学方程式为_______;
(2)关于步骤Ⅱ,下列实验操作或说法合理的是_________
A.灼烧前,灼烧使用的蒸发皿洗净后不需要擦干,然后加入固体X进行灼烧
B.灼烧时需要用玻璃棒不断搅拌
C.灼烧至恒重是指前后两次称量所得质量之差不得超过一定的允许误差,这个允许误差一定为0.01g
D.在电解熔融的Al2O3制备金属铝时,通常需加入冰晶石(NaAlF6)以增强其导电性
(3)步骤Ⅳ中除杂时可加入氨水调节溶液的pH,实验表明溶液A中各种金属离子的沉淀率随pH的变化如下图所示,则步骤Ⅳ中可除去的杂质离子是_________。
(4)步骤Ⅴ可采用酸碱滴定法测定碳酸锂的纯度。滴定原理如下:碳酸锂能够与盐酸反应生成氯化锂和二氧化碳,在碳酸锂未完全反应时,溶液保持中性(pH=7)。反应完全后,随着盐酸的继续滴入,溶液pH下降,以甲基红—溴甲粉绿为指示剂,用盐酸标准液滴定试样,用消耗盐酸标准滴定溶液的量来计算碳酸锂的含量。
①配制约0.30molL-1盐酸溶液不需要用到的仪器有________(填编号)
a.量筒b.电子天平c.漏斗d.烧杯e.容量瓶f.玻璃棒g.胶头滴管
②用0.3000molL-1盐酸标准溶液滴定,其中正确操作步骤的顺序为________
a.加入0.1-0.2mL甲基红—溴甲粉绿作指示剂;
b.煮沸去除CO2,再冷却到室温;
c.将试样置于250mL锥形瓶中,加入20mL水溶解;
d.用盐酸标准液滴定至试液由绿色变成酒红色;
e.继续滴定至酒红色(滴定突跃区域)即为终点
③碳酸锂的纯度可用下式计算:ω=,其中:ω—碳酸锂试样的纯度;m—碳酸锂试样的质量(g);c—盐酸标准液的浓度(molL-1)V1—试样滴定时消耗盐酸的体积(mL);V0—滴定空白溶液(指不加试样进行滴定)时标准盐酸消耗的体积(mL),0.03694—与1.00mL标准盐酸(c=1.000molL-1)相当的碳酸锂的质量(g)。
滴定空白溶液的目的是_________,上述滴定操作中,缺少“煮沸去除CO2,再冷却到室温”这个步骤,测定结果将_________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
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【题目】已知在25 ℃、101 kPa 下,11.4 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出 551.76 kJ 能量。表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
A.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-551.76 kJ·mol-1
B.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5517.6 kJ·mol-1
C.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=5517.6 kJ·mol-1
D.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-551.76 kJ·mol-1
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【题目】请回答:
(1)用氧化物表示翡翠:NaAl(SiO3)2的组成___________________。
(2)镁燃烧不能用CO2灭火,用化学方程式表示其理由___________________。
(3)在NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液恰好完全沉淀,写出反应的离子方程式____________
(4)写出化学反应方程式
①煅烧黄铁矿__________________________。
②用氨气制硝酸的第一步__________________________。
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【题目】在一定条件下,密闭容器中发生反应:A(g)+3B(g) 2C(g),下列有关说法正确的是
A.若加入催化剂,则反应的△H 增大
B.加压时,平衡向正反应方向移动,反应的平衡常数增大
C.若反应温度升高,则活化分子的百分数增大,反应速率增大
D.若低温时,该反应为正向自发进行,则△H>0
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【题目】在密闭容器中发生:,已知:c(CO2)随温度(T)、时间(t)的变化曲线如图所示,则:
(1)T1____________T2 , 其理由是____________
(2)在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)=____________
(3)下列叙述中能判断该反应达平衡状态的是____________
A. 平衡体系中气体压强不再改变 B. 平衡体系中气体密度不再改变
C. c(CO2):c(N2)=2:1 D. V正(CO):V逆(N2)=2:1
(4)若容器恒容,绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,达到新平衡后,容器内温度________(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。
(5)在温度T3下,在两个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生该反应.
容器编号 | 起始物质的量 | 平衡时物质的量 |
Ⅰ | 2.0molNO,2.0molCO | 1.0molCO2 |
Ⅱ | 4.0molNO,4.0molCO |
①T3时该反应的平衡常数K=_________,若起始时向容器Ⅰ中充入1.0mol NO,1.5mol CO和2.0molCO2, 0.5molN2, 则反应向_________(填“正”或“逆”)反应方向进行。
②平衡时两容器中CO的转化率:Ⅰ_________Ⅱ,容器Ⅰ中反应达平衡后,若要进一步提高CO的转化率,可采取的措施为(请写出两条)_________________ __________________。
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【题目】二水合草酸亚铁(FeC2O42H2O)是制备某种铁锂电池最常用的原料。国内某科研团队以氮气为保护气,对二水合草酸亚铁的受热分解情况进行研究,生成的气体只含CO、CO2和H2O(g),得到固体质量与加热温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.b点的固体成份为FeC2O4H2O
B.b→c 的方程式为 FeC2O4FeCO3+CO↑
C.从a→d, 生成的CO、CO2的物质的量相等
D.加热至250℃以上,固体质量略有增加,可能是因为FeO与CO反应生成了 Fe3C
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【题目】在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:A(g)+3B(g)2C(g) ,能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是
A.体系的压强不再发生变化B.3v正(B)=2v逆(C)
C.混合气体密度不再变化D.消耗1molA的同时生成2molC
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