【题目】铁是用途最广的金属材料之一,但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。
(1)①某原电池装置如图所示,右侧烧杯中的电极反应式为__,左侧烧杯中的c(Cl-)__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②已知如图甲、乙两池的总反应式均为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料_____(填“Fe”或“C”)。
(2)装置丙中,易生锈的是__(填“a”或“b”)点。装置丁中可观察到的实验现象是__。
【答案】2H++2e-=H2↑ 增大 甲池中:左—Fe,右—C;乙池中:左—Fe,右—C a 铁屑表面生成红棕色锈斑,试管内液面上升
【解析】
(1)①图为原电池反应,Fe为负极,发生:Fe-2e-=Fe2-,石墨为正极,发生2H++2e-=H2;原电池中阴离子向负极移动;
②Fe和H2SO4之间的反应结合电解池和原电池的原理分析回答;
(2)装置丙中,根据易生锈的是构成原电池作负极的分析,根据吸氧腐蚀消耗了空气中的氧气,使试管内压强降低,则大气压使试管中液面会上升.
(1)①电池反应中Fe作负极,石墨棒作正极,右侧电极反应式为2H++2e-=H2↑。由于平衡电荷的需要,盐桥中的Cl-向负极迁移,故NaCl溶液中c(Cl-)增大。
故答案为:2H++2e-=H2↑;增大;
②装置乙是电解装置,阴极(右侧)产生H2,同时根据总反应式可知Fe只能作阳极(左侧)。由已知条件知,在装置甲中,Fe作原电池的负极,在左侧,C作原电池的正极,在右侧。
故答案为:甲池中:左—Fe,右—C;乙池中:左—Fe,右—C
(2)装置丙中由于a点既与电解液接触,又与空气接触,故易生锈。装置丁中铁屑发生吸氧腐蚀,负极:Fe-2e-=Fe2+,正极:O2+4e-+2H2O=4OH-,生成的离子继续反应:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O,由整个反应来看,最终铁屑表面会生成红棕色的铁锈,由于反应消耗氧气,因此试管内液面上升。
故答案为:a;生铁表面生成红棕色锈斑,试管内液面上升.
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【题目】铝及其化合物广泛应用于金属冶炼、有机合成等领域。
(1)铝热反应可以冶炼金属铬,Cr基态核外电子排布式为______。
(2)AlCl3可作以下反应的催化剂。
①乙酸酐分子中碳原子轨道的杂化类型为______。
②1 mol对甲基苯乙酮分子中含有的σ键为______。
③CH3COOH与H2O可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为__________。
④单个AlCl3气态分子的空间构型为___________,AlCl3可与Cl-形成,与
互为等电子体的分子为________。
(3)某遮光剂的晶胞如图所示,由晶胞可知n=______。
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【题目】如图所示,电化学原理与微生物工艺相组合的电解脱硝法,可除去引起水华的NO3-原理是将NO3-还原为N2。下列说法正确的是( )
A. 若加人的是溶液,则导出的溶液呈碱性
B. 镍电极上的电极反应式为:
C. 电子由石墨电极流出,经溶液流向镍电极
D. 若阳极生成气体,理论上可除去
mol
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【题目】钢材在社会发展中应用广泛。为研究某种碳素钢(含少量碳和硫)的成分,科研小组进行了如下探究活动:称取碳素钢(已除表面氧化物)97.50 g放入耐高温反应管中与O2反应,除去未反应的O2,收集到干燥混合气体X 1.12 L(已折算成标准状况下的体积)。
(1)碳素钢属于___________材料(填标号)
A.有机高分子材料 B.金属材料 C.无机非金属材料 D.复合材料
(2)科研小组用下图所示实验装置检验混合气体X的组成。
①装置B中的试剂是______________,装置C的作用是______________。
②若观察到_________________(填实验现象),证明X中含有CO。
(3)反应后,耐高温反应管内固体中除含有Fe3+之外,还可能含有Fe2+。要确定其中的Fe2+,可选用________(填序号)。
a.稀H2SO4和KMnO4溶液 b.KSCN溶液和铁粉
c.稀盐酸和K3[Fe(CN)6]溶液 d.KSCN溶液和氯水
(4)科研小组用下图所示装置(部分)测定SO2的体积分数,并计算碳素钢的含碳量。将气体X 缓慢通过实验装置,当观察到___________________(填实验现象)时,停止通气,此时气体流量仪显示的流量为224 mL(已换算成标准状况下的体积)。装置Ⅲ中的化学反应方程式为________________,碳素钢中碳元素的质量分数为_________(保留1位小数)。
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【题目】用如图装置探究C12和NO2在NaOH溶液中的反应。通入适当比例的C12和NO2,发生的化学反应为C12+2NO2+4NaOH===2NaNO3+2NaC1+2H2O。下列叙述正确的是
A.实验室中可用Cu与1mol·L-1的硝酸制备二氧化氮气体
B.装置II中的玻璃管起到平衡气压作用,可将多余气体直接排出
C.由该反应可知氧化性顺序:C12>NO2>NaNO3
D.通过观察装置I、III中的气泡的快慢控制C12和NO2的通入量
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【题目】溶液中的化学反应大多是离子反应。根据要求回答下列问题:
(1)盐碱地(含较多Na2CO3、NaCl)不利于植物生长,试用化学方程式表示:盐碱地产生碱性的原因:___;农业上用石膏降低其碱性的反应原理:___;
(2)若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别用水稀释m倍、n倍,稀释后pH仍相等,则m__n(填“>”“<”或“=”)
(3)常温下,在pH=6的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中水电离出来的c(OH-)=__;
(4)25℃时,将amol/L氨水与0.01mol/L盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显__(填“酸”“碱”或“中”)性。
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【题目】我国科研人员研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理,其主反应历程如图所示(H2→*H+*H)。下列说法错误的是
A.催化剂不能提高二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率
B.该反应过程中,涉及了极性共价键的断裂和生成
C.第③步的反应式为*H3CO+H2O→CH3O*H+HO
D.向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的产率
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【题目】一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能,实现了制硝酸、发电环保三位一体的结合。如图所示,某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4的原理和粗铜的精炼原理。
(1)燃料电池放电过程中负极的电极反应式____。
(2)乙装置中物质A是____(填化学式),理由是___;电解过程中阳极附近pH___(填“增大”“减小”或“不变”),阴极的电极反应式是____。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,CuSO4溶液的浓度将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)若在标准状况下,甲装置有22.4 L O2参加反应,则乙装置中转化SO2和NO的物质的量共有____mol;丙装置中阴极析出铜的质量为___g。
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【题目】氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题:
Ⅰ.(1)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应 | 大气固氮 N2(g)+O2(g) | 工业固氮 N2(g)+3H2(g) | |||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 400 | 450 |
K | 3.8×10-31 | 0.1 | 5×108 | 0.507 | 0.152 |
①分析数据可知:大气固氮反应属于_____(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知;人类不适合大规模模拟大气固氮的原因_____。
(2)NaNO2是一种食品添加剂(有毒性,市场上常误与食盐混淆)。可用酸性KMnO4溶液检验,完成其反应的离子方程式。MnO+NO
+_____=Mn2++NO
+H2O。
(3)工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为: 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) △H<0。T1℃时,在2 L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)
= x,如图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。
其它条件不变时,α随着x/span>增大而增大的原因是____;图中的B点处NH3的平衡转化率为____。
II.(4)红磷P(s)和Cl2 (g)发生反应生成PCl3(g)和 PCl5(g),反应过程如下。
2P(s) + 3Cl2(g)=2PCl3(g) △H1=-612 kJ· mol-1
2P(s) + 5Cl2(g)=2PCl5(g) △H2=-798 kJ· mol-1
气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为________。
(5)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的,常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。直链低聚磷酸铵的化学式可表示为(NH4)(n+2)PnOx,x=___(用n表示)。
(6)一定温度下,向浓度均为0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4,先生成__沉淀(填化学式);当测得溶液中钙离子沉淀完全(浓度小于10-5 mol·L-1)时,溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c = ______mol·L-1。(已知:Ksp[Mg3(PO4)2] =6.0×10-29,Ksp[Ca3(PO4)2]=6.0×10-26。)
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