- 电解池
- 共5205题
将0.23 mol SO2和0.11 mol O2放入容积为1 L的密闭容器中,发生反应2SO2+O22SO3,在一定温度下,反应达到平衡,得到0.12 mol SO3,则反应的平衡常数K= 。若温度不变,再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡,则SO2的平衡浓度 (填“增大”“不变”或“减小”),氧气的转化率 (填“升高”“不变”或“降低”),SO3的体积分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。
正确答案
23.8 mol-1·L 减小 降低 减小
2SO2+O22SO3平衡时,各物质浓度分别为0.11mol/L、0.05mol/L、0.12mol/L,
依据平衡常数的概念K=23.8 mol-1·L
再加入氧气0.50 mol,平衡右移,平衡后SO2的平衡浓度减小,但氧气本身的转化率减小
由于混合物的总物质的量增加的程度远大于新生成的SO3,故SO3在混合气体中的体积分数反而减小
(12分)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I,II,III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。
(1)在0-15小时内,CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 从大到小的顺序为 ;
反应开始后的30小时内,在第 种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的△H="+206" kJ•mol-1
①在答题卡的坐标图中,画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)
②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
(3)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= -890kJ·mol-1,现有甲烷和一氧化碳的混合气体共0.75mol,完全燃烧后生成气态二氧化碳和18g液态水,并放出515kJ热量,请写出一氧化碳燃烧的热化学方程式__________________ 。
正确答案
(共12分)
(1)vⅡ>vⅠ>vⅢ(2分) Ⅲ(2分)
(2)①(2分)图略,划出正确能量变化1分,标出反应热1分
②设开始时通入CO和H2(g) 的物质的量浓度分别为a
CH4 (g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
开始物质的量浓度(mol/L) a a 0 0
转化物质的量浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.1 0.3
平衡物质的量浓度(mol/L) a-0.1 a-0.1 0.1 0.1 (2分)
因为 K=
=" " = 27, 所以得a=0.11mol/L(1分)CO的转化率=
=91%(1分)
(3)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=―280kJ/mol (2分)
略
用50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的氢氧化钠溶液在如上图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 ;
(2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替? (填“能”或“不能”),其原因是 ;
(3)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55mol/L的原因是 ;
实验中若改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热 (填“相等”或“不相等”);
(4)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量,则上述反应的热化学方程式为: 。
正确答案
(1)减少热量损失
(2)不能 ①铁会和盐酸反应;②铁导热性好,热量损失较大
(3)为了确保盐酸完全被中和 不相等 相等
(4)NaOH(aq)+HCl(aq)="==" NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
所示装置为:
考查中和热的测定,实验的关键是尽量减少热量的损失
(1)在实验中要尽可能的少热量的损失,所以烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少热量损失的。
(2)铁是金属,属于热的良导体,会使热量损失。另一方面铁能和盐酸反应,所以不能用环形铁质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。
(3)氢氧化钠过量,能确保盐酸完全被中和,使实验更准确。如果改变酸碱的用量,则反应中放出的热量是不同的,但中和热是不变的。因为中和热是指在一定条件下的稀溶液中,酸和碱反应生成1mol水时所放出的热量。
(4)根据题意可知,热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol
(10分)利用所学化学反应原理,解决以下问题:
(1)某溶液含两种相同物质的量的溶质,溶液中只存在OH—、H+、NH4+、Cl-四种离子,且c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH—)>c(H+),则这两种溶质是 _________ 。
(2)0.1 mol·L-1的氨水与0.05 mol·L-1的稀硫酸等体积混合,用离子方程式表示混合后溶液的酸碱性: 。
(3)以石墨电极电解100 mL 0.1 mol·L-1CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.01 mol,则阴极上析出Cu的质量为 g。
(4)将AgCl分别放入①5mL H2O ②10mL0.2mol·L-1 MgCl2③20 mL0.5mol·L-1 NaCl溶液④40 mL0.1mol·L-1HCl中溶解至饱和,各溶液中Ag+的浓度由大到小的顺序是________________。
(5)向20 mL硫酸和盐酸的混合液中逐滴加入pH=13的Ba(OH)2溶液,生成BaSO4的量如右图所示,B点溶液的pH=7(忽略溶液体积变化),则c(HCl)=_________mol·L-1。
正确答案
(1)NH4Cl和 NH3·H2O (2分) (2)NH4++ H2ONH3•H2O + H+ (2分)
(3)0.64 (2分) (4)① > ④ > ②> ③ (2分) (5)0.2 (2分)
(1)c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH—)>c(H+),所以溶液显碱性,因此溶质是NH4Cl和 NH3·H2O。
(2)0.1 mol·L-1的氨水与0.05 mol·L-1的稀硫酸等体积混合,二者恰好反应,生成硫酸铵,水解显酸性,所以方程式为NH4++ H2ONH3•H2O + H+。
(3)惰性电极电解硫酸铜,阳极生成氧气,阳极析出铜,根据电子得失守恒可知,铜的物质的量是0.01mol×4÷2=0.01mol,其质量是0.01mol×64g/mol=0.64g。
(4)根据溶度积常数表达式可知,溶液中氯离子浓度越大,银离子浓度就越小,所以各溶液中Ag+的浓度由大到小的顺序是① > ④ > ②> ③。
(5)根据图像可知,和硫酸反应的氢氧化钡溶液体积是20mol,与盐酸反应的氢氧化钡溶液体积是40ml,所以盐酸的浓度是0.1mol/L×0.04L÷0.02L=0.2mol/L。
(10分)铬是人体必需元素,如含量不足会影响糖类和脂类的代谢,过高则会引起急性中毒。有关含铬化合物的相互转化关系如下
回答下列问题:
(1)上述反应中需用氧化剂的是 (填编号)。
(2)工业上处理含Cr2O72-的废水时,一般将剧毒的Cr2O72-转化为Cr3+,以碳为阴极,铁作阳极,电解处理含NaCl、Cr2O72-的酸性废水。写出电极反应和溶液中进行的反应的离子方程式:
阳极 阴极
溶液中
(3)反应⑤是可逆反应,在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸,溶液由黄色逐渐变成橙色,写出该反应的离子方程式 。
正确答案
(1) 4 8
(2 )2H++2e-=H2↑ Fe-2e-=Fe2+ Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ +6Fe3++7H2O
(3)2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O
本题考查了氧化还原反应、离子反应及电化学的相关知识;
(1)根据铬的化合价可知,化合价升高的反应必然是由外界提供氧化剂
(2)阳极铁要失电子 Fe-2e-=Fe2+,再根据离子的放电顺序知道H+在阴极放电2H++2e-=H2↑ ;
Fe2+的产生提供了还原剂,被Cr2O72-氧化:Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ +6Fe3++7H2O
(3)主要考查离子方程式的书写与配平
(10分)(1)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为____________ 。(已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。)
(2)发射飞船时肼(N2H4)与NO2作推力能源,两者反应产生氮气和水蒸气。已知:
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H="+67.7" kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534 kJ/mol
则肼与二氧化氮反应的热化学方程式为:
(3)飞船使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,其电池总反应均为:2H2+O2=2H2O。酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是强酸溶液,其负极电极反应式可表示为:2H2-4e一=4H+,则其正极反应式为 ;碱式氢氧燃料电池中的电解质溶液是强碱溶液,其正极电极反应式可表示为:O2+2H2O+4e一=4OH一,则其负极反应式为
正确答案
(1)生成Cu(OH)2沉淀(填化学式),离子方程式为Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+。
(2)肼与二氧化氮反应的热化学方程式为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g ) △H=-1135.7kJ/mol
(3)正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O;负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O
(1)由两沉淀的Ksp可知,在c(Mg2+)与c(Cu 2+)相同的情况下, Cu(OH)2的离子积首先超过Ksp,先析出沉淀:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
(2)肼与二氧化氮反应的化学方程式为:2N2H4+2NO2=3N2+4H2O,再根据盖斯定律2×②-①可知:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g ) △H=-1135.7kJ/mol
(3)酸式氢氧燃料电池:由总反应式减去负极反应式可得到正极反应式:O2+4e-+4H+=2H2O;
碱式氢氧燃料电池:由总反应式减去正极电极式可得负极反应式:H2-2e-+2OH-=2H2O
能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
① 上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“Ⅱ”)。
② 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
由表中数据判断ΔH1 0 (填“>”、“=”或“<”)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)
ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g)= H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol CO和液态水放出的热量为
(3)利用甲醇燃料电池设计如右图所示的装置:
则该装置中Cu极为 极;
写出b极的电极反应式 。
正确答案
略
(15分)氨在国民经济中占有重要地位。请回答有关氨的下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+akJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-bkJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H20(g) △H=-ckJ/mol
则N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H= ;
(2)在一定温度下,将3molN2气体和7molH2气体通入到体积为1L的密闭容器中。当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则其平衡常数为 。改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是 ;
①增大压强 ②增大反应物质的浓度
③使用催化剂 ④降低温度
(3)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟(成份为氯化铵)生成。该反应的化学方程式为 ;
(4)工业生产氨水的物质的量浓度为20mol/L,实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时,需取20mol/L的氨水 mL(用100mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a,加入相同体积的盐酸时,两溶液恰好反应,则此盐酸的pH 14-a(填“大于”“小于”或“等于”)。
正确答案
(1)a+b/2-3c/2 kJ/mol(3分)
(2)1/32(或0.031)(3分),①②(2分)
(3)8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl(3分)
(4)25mL;小于(4分)
略
1)相同物质的量浓度下的各溶液:NaX、NaY、NaZ,其PH值依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序为:
(2)将AlCl3溶于水后,经加热蒸发、蒸干,灼烧,最后所得白色固体的主要成分是
(3)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连,可以组成各种原电池。若a b相连,a为负极;c d相连,c为负极;a c相连,c为正极;b d相连,b为正极,则四种金属的活动性由强到弱顺序为:
(4)写出Na2CO3溶于水后的电离方程式: ________________________________________________________
(5)写出氯化铁溶液水解反应的离子方程式: ______________________________________________
正确答案
1)HX>HY>HZ (2)Al2O3 (3)a>c>d>b
(4)Na2CO3 =" 2" Na++ CO32- (5)Fe3+ + 3H2O Fe (OH)3 + 3H+
略
碘酸钾(KIO3)晶体是我国规定的食盐加碘剂。它通常是以碘为原料与过量KOH溶液通过下列反应制得:3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,再将KI和KIO3的混合溶液电解,将其中的I―转化为IO3―,装置如图。
(1)在反应3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(2)电解前,将KI和KIO3混合溶液加入阳极区;将氢氧化钾溶液加入阴极区。电解槽用水冷却。电解时,阳极上的电极反应 ;阴极上得到的气体产物为 ;
(3)某同学查资料获知:KIO3在酸性介质中与碘化物作用生成单质碘,该反应的离子反应方程式为 ,为确定电解是否完成,需检验阳极区电解液中是否含有I―,该同学选用淀粉溶液和稀硫酸进行实验,其它仪器及用品自选,请完成其方案:
(4)电解完毕,从电解液中得到KIO3晶体的过程为:
步骤①的操作名称 ,步骤④中洗涤晶体的目的 。
正确答案
(1)5:1
(2)I-+6OH--6e-=IO3-+3H2O 氢气
(3)IO3-+ 5I-+6H+=3I2+3H2O
【实验操作】取少量阳极区电解液于试管中,加稀硫酸酸化后,加入几滴淀粉 溶液,观察是否变蓝
【现象及结论】如果不变蓝,说明没有I-(如果变蓝,说明有I-)
(4)蒸发浓缩,洗去吸附在碘酸钾晶体表面的氢氧化钾等杂质
试题分析:(1)碘元素由0价升为+5价,则I2是还原剂,KIO3是氧化产物,碘元素还由0价降为—1价,则I2还是氧化剂,KI是还原产物;根据系数之比等于物质的量之比,由于氧化产物KIO3为1mol,则还原剂I2为1/2mol,还原产物KI为5mol,则氧化剂I2为5/2mol,所以该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为5/2∶1/2=5∶1;(2)阳极发生氧化反应,根据题意可知其主要反应物和产物是I―→IO3―;碘元素由—1价升为+5价,根据化合价升高总数等于失去电子数可知,I―—6e―→IO3―;根据KOH溶液显碱性可知,应用OH―使左右电荷守恒,则I―—6e―+6OH―→IO3―;根据氢或氧原子个数守恒可知,I―—6e―+6OH―=IO3―+3H2O;溶液中的阳离子移向阴极,H+优先得到电子,发生还原反应,产生氢气,则阴极得到的气体产物是H2;(3)碘元素由+5价降为0价,说明KIO3是氧化剂,I2是还原产物,碘元素由—1价升为0价,说明I―是还原剂,I2还是氧化产物;根据化合价升降总数相等,则IO3―+5I―→3I2;酸性介质中可用H+使左右电荷守恒,则IO3―+5I―+6H+→3I2;根据氢或氧原子守恒可知,该反应为IO3―+5I―+6H+=3I2+3H2O;检验阳极区电解液中I―时,需要借助上述反应中碘离子的氧化产物(碘单质)遇淀粉变蓝的特性,就是要设法使碘离子转化为碘单质;因此实验时先取少量阳极区电解液于试管中,加稀硫酸酸化后,再加入几滴淀粉溶液,观察是否变蓝,若不变蓝,说明无碘离子;若变蓝,说明有碘离子;(4)根据混合物分离提纯的方法可知,从KIO3溶液中制KIO3晶体的过程分别为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,则步骤①为蒸发浓缩;KIO3晶体上吸附着KOH等易溶性杂质,洗涤的目的是除去晶体表面吸附的易溶性杂质。
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