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题型:填空题
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填空题

钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域.

(1)V2O5是接触法制硫酸的催化剂.

①一定条件下,SO2与空气反应t min后,SO2和<SO3物质的量浓度分别为a mol/L,b mol/L,则SO2起始物质的量浓度为______mol/L;生成SO3的化学反映速率为______mol/(L•min).

②工业制制硫酸,尾气SO2用______吸收.

(2)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,其原理如题图所示

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝,其电极反应式为______.

②充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由______色变为______色.

③放电过程中氢离子的作用是______和______;充电时若转移的电子数为3.01×1025个,左槽溶液中n(H+)的变化量为______.

正确答案

(1)①依据化学平衡的三段式列式计算,依据化学反应速率概念计算三氧化硫的反应速率;

    2SO2+O2 2SO3

始:x              0

转:b              b

平:a              b

x-b=a,x=a+b,故x=a+b,

v(SO3)===mol/(L•min)

故答案为:a+b;

②工业制制硫酸,尾气SO2用氨水吸收生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵;

故答案为:氨水;

(2)①当左槽溶液逐渐由黄变蓝,其电极反应式为VO2++2H++e-=VO2++H2O,说明此时为原电池,且为原电池的正极.

故答案为:VO2++2H++e-=VO2++H2O;

②充电过程中,右槽连接的是电源负极,为电解池的阴极,电极反应式为V3++e-=V2+,V3+为绿色,V2+为紫色,

故可以看到右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色.

故答案为:;绿,紫;

③放电过程中,电极反应式为VO2++2H++e-=VO2++H2O,氢离子的作用是充电时,参与正极反应,通过交换膜定向移动使电流通过溶液;左槽发生的反应为VO2++H2O=VO2++2H++e-,当转移电子为3.01×1025个即为50 mol电子时,生成氢离子为100 mol;氢离子变化100ml;

故答案为:参与正极反应,通过交换膜定向移动使电流通过溶液;100mol;

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题型:填空题
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填空题

与甲醇燃料电池相比,乙醇燃料电池具有毒性低、理论能量密度高等优点,因此被广泛认为是更有前途的燃料电池.图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图.乙池中的两个电极均为石墨电极,乙池中盛有100mL 3.00mol/L的CuSO4溶液.请回答下列问题:

(1)N的电极反应式为______.

(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属铜6.4g时,甲池中理论上消耗氧气______L(标准状况下).

(3)在此过程中,若乙池中两电极产生的气体体积恰好相等时(标准状况下),理论上需通入乙醇______ g.

(4)工业上可以利用下列反应制取乙醇:

反应I:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 25℃时.K=2.95×1011

反应II:2CO2(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)25℃时,K=1.7l×1022

①写出反应I的平衡常数表达式K=______,

②条件相同时,反应I与反应II相比,转化程度更大的是______.

③在一定压强下,测得反应I的实验数据如下表:

根据表中数据分析:温度升高,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”),提高氢碳比.n(H2)/n(CO2),对生成乙醇______(填“不利”或“有利”).

正确答案

(1)燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通入氧气的电极是正极,所以N极是电解池的阳极,放电的是电解质中的氢氧根离子,即4OH--4e-=O2↑+2H2O,故答案为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;

(2)乙池中M极是阴极,该极上析出金属铜,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,当生成金属铜6.4g即0.1mol时,转移电子为0.2mol,甲池和乙池是串联电路,电路中转移电子的量相等,根据甲池中氧气的放电反应O2+2H2O+4e-=4OH-,当转移0.2mol电子时,消耗氧气的物质的量为0.05mol,体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L,,故答案为:1.12;

(3)乙池中阳极反应是4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应依次是:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2,当铜离子全部放电时,转移电子是0.6mol,设转移nmol电子时,两极上产生气体的体积相等,则两极上产生气体的物质的量等式表示为:0.25n=0.5(n-0.6),解得n=1.2,根据反应C2H6O+3O2=2CO2+3H2O,在转移,12mol电子时,消耗C2H6O的量为1mol,当转移1.2mol电子时,理论上消耗乙醇0.1moL,质量是4.6g,故答案为:4.6;

(4)①平衡常数K==

[C2H6O][H2O]3

[CO2]2[H2]6

 ,故答案为:

[C2H6O][H2O]3

[CO2]2[H2]6

 

②根据平衡常数表征的意义:K越大表示反应物的转化程度大,故答案为:反应II;

③根据表中的数据可以看出,温度越高,二氧化碳的转化率越小,所以平衡越往左移动,说明向左的方向是吸热的,即反应是放热,温度越高K越小,根据表中数据提高氢碳比n(H2)/n(CO2),二氧化碳的转化率增大,所以向右进行,有利于乙醇的生成,故答案为:减小,有利.

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题型:简答题
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简答题

工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:

(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)⇌CO2+H2.t℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气.反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol•L-1.该温度下此反应的平衡常数K=______(填计算结果).

(2)合成培中发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0.下表为不同温度下该反应的平衡常数.由此可推知,表中T1______300℃(填“>”、“<”或“=”).

(3)N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应,不同温度下NH3产率如图所示.温度高于900℃时,NH3产率下降的原因______.

(4)在上述流程图中,氧化炉中发生反应的化学方程式为______.

(5)硝酸厂的尾气含有氮的氧化物,如果不经处理直接排放将污染空气.目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:

CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1

CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1

则甲烷直接将N02还原为N2的热化学方程式为:______.

(6)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,试写出该反应的化学方程式______,科学家利用此原理,设计成氨气一氧气燃料电池,则通入氨气的电极是______ (填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为______.

正确答案

(1)根据题意:CO+H2O(g)⇌CO2 +H2

        初始浓度:0.2     0.3             0      0

        变化浓度:0.12    0.12          0.12     0.12

    平衡时的浓度:0.08    0.18           0.12    0.12

则K==1,故答案为:1;

(2)对于放热反应,温度越高,则化学平衡逆向移动,导致平衡常数减小,所以T1<300℃,故答案为:<;

(3)对于放热反应,温度升高,则化学平衡向逆向移动,所以氨气的产率减小,故答案为:温度高于900℃时,平衡向左移动;

(4)氧化炉中是氨的催化氧反应,方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;

(5)根据题意:①CH4(g)+2NO2(g)═2NO(g)+CO2(g)+H2O(g)△H=×(-574kJ•mol-1)=-287kJ•mol-1

CH4(g)+2NO(g)═N2(g)+CO2(g)+H2O(g)△H=×(-1160kJ•mol-1)=-580kJ•mol-1

根据盖斯定律反应CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可以看成是①+②,所以△H=-287kJ•mol-1-580kJ•mol-1=-867kJ•mol-1

故答案为:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ•mol-1

(6)氨气在纯氧中燃烧,生成氮气和水,化学方程式为:4NH3+5O2=4N2+6H2O,在燃料电池中,燃料做负极,则通入氨气的电极是负极,碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O,故答案为:4NH3+5O24N2+6H2O;负极;NH3-6e-+6OH-→N2+6H2O.

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题型:简答题
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简答题

CH4 是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的燃料,其燃烧热为890.3KJ•mol-1.它可以作为燃料电池的燃料.

(1)写出甲烷燃烧的热化学方程式:______;

(2)已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8KJ•mol-1、393.5KJ•mol-1;则反应C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热△H=______;

(3)以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料,惰性电极为电极可以构成燃料电池.该电池的负极反应式为:______;

(4)用(3)中的燃料电池为电源,以石墨为电极电解500ml滴有酚酞的NaCl溶液,装置如图所示:

①请写出电解过程中阴极附近观察到的现象:______.

②到燃料电池消耗2.8L O2(标准状况下)时,计算此时NaCl溶液的pH=______(假设溶液的体积不变,气体全部从溶液中逸出).在Y极通过的电子的物质的量为:______.

③电解之后,要使溶液恢复原状,应该向溶液中加入物质______(填名称).溶液中Cl-流向______极(填“X”或“Y”).

正确答案

(1)CH4 是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的燃料,其燃烧热为890.3KJ•mol-1,热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol,

故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol;

(2)25℃、101kPa下,H2(g)、C(s)的燃烧热分别是285.8kJ•mol-1、393.5kJ•mol-1

则①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1

②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1

③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol;

依据盖斯定律,①×2+②-③得到:C(S)+2H2(g)=CH4(g)△H=-74.8KJ/mol;

故答案为:-74.8KJ/mol;

(3)负极上的电极反应式等于电池的总反应式-正极发生的电极方程式;以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料,惰性电极可构成燃料电池,正极反应为:3O2+12H2O+12e-=12OH-,总反应式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,两式相减,负极反应为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,

故答案为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;

(4)燃料电池为电源,以石墨为电极电解500ml滴有酚酞的NaCl溶液,X为电解池的阳极,Y为电解池的阴极;

①阴极是溶液中的氢离子得到电子生成氢气,溶液中水的电离被破坏,生成了氢氧根离子显碱性,遇酚酞变红;电解过程中阴极附近观察到的现象是,阴极附近变红;

故答案为:阴极附近变红;

②甲烷燃料电池的正极消耗氧气,燃料电池消耗2.8L O2物质的量==0.125mol;正极反应为:3O2+12H2O+12e-=12OH-,计算得到电子转移为0.5mol;电解氯化钠溶液阴极电极反应为:2H++2e-=H2↑,根据水电离出的氢氧根离子和氢离子守恒,溶液中减少的氢离子和增加的氢氧根离子相同,计算得到生成氢氧根离子物质的量为0.5mol,C(OH-)==1mol/L;所以溶液PH=14;电极上的电子守恒得到在Y极通过的电子的物质的量为0.5mol;

故答案为:14; 0.5mol;

③电解氯化钠溶液生成了氢气、氯气和氢氧化钠,恢复原溶液浓度需要加入氢气和氯气组成的含氯化氢的盐酸溶液;电解过程中阴离子移向阳极;故答案为:盐酸;阳.

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填空题

I:能源是人类生活和社会发展的基础,地球上最基本的能源是 ,大自然利用这一能源最成功的是 .氢气被人们看作理想的绿色能源,己知氢气的热值是143kJ•g-1(热值指的是在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,氢气转化为液态水.)请写出氢气燃烧的热化学方程式 .

Ⅱ:理论上任意一个自发的氧化还原反应都能设计成原电池,现有如下反应:

2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2

如果将其设计成原电池,请写出负极材料及正极电极反应式.

负极材料: ;正极电极反应式: .

III:工业上用电解熔融氧化铝的方法制取金属铝.

(1)请写出工业用电解熔融氧化铝制取铝的化学方程式: .

(2)现冶炼2.7t 铝,需要转移电子的物质的量为 mol.

正确答案

Ⅰ:地球上的能源主要来源于太阳能,通过植物的光合作用被循环利用,

由氢气的热值可知,1gH2燃烧放出的热量为143kJ,则1molH2放出的热量为:2×143kJ=286kJ,

所以氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(1);△H=-286kJ•mol-1或2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572KJ•mol-1

故答案为:太阳能;植物的光合作用;H2(g)+O2(g)=H2O(1);△H=-286kJ•mol-1或2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572KJ•mol-1

Ⅱ:电池反应式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,反应中Cu被氧化,应为原电池的负极,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,FeCl3在正极上得电子被还原,

电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+,故答案为:Cu;Fe3++2e-=2Fe2+

Ⅲ:(1)工业用电解熔融氧化铝制取铝的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑,故答案为:2Al2O34Al+3O2↑;

(2)2.7t 铝的物质的量为=105mol,每生成1molAl转移的电子的物质的量为3mol,则冶炼2.7t 铝,需要转移电子的物质的量为3×105mol,故答案为:3×105

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填空题

运用化学知识解决生产、生活中的有关问题备受关注.请回答下列问题:

(1)已知水存在如下平衡:H2O⇌H++OH-△H>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液显碱性,选择方法是______.

A.向水中加入NaHSO4固体                       B.向水中加Na2CO3固体

C.加热至100℃[其中c(H+)=1×10-6 mol•L-1]D.向水中加入NH4Cl固体

(2)常温下,浓度均为0.1mol•L-1的下列五种钠盐溶液的pH如下表;

上述盐溶液中的阴离子,结合H+能力最强的是______,根据表中数据,浓度均为0.01mol•L-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最大的是______(填编号).

A.HCN    B.HClO    C.CH3COOH    D.H2CO3

(3)实验室中常用NaOH来进行洗气和提纯.当400mL 1mol•L-1的NaOH溶液吸收标准状况下4.48LCO2时,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______.

(4)实验室中采用惰性电极模拟工业上电解饱和食盐水的过程:

①写出C1电极上发生反应的电极反应式______.

②当C2电极上产生112mL(标准状况)气体时(假设气体完全逸出,溶液体积不变),烧杯中溶液的pH=______.(Kw=10-14

正确答案

(1)A.向水中加入NaHSO4固体,硫酸氢钠溶解后电离出氢离子,抑制水电离,且溶液中C(H+)>C(OH-),溶液呈酸性,故错误;                       

B.向水中加Na2CO3固体,碳酸钠是强碱弱酸盐能水解,碳酸根离子和氢离子结合生成碳酸氢根离子,从而促进水电离,导致溶液中C(OH-)>C(H+),溶液呈碱性,故正确;

C.水的电离是吸热反应,加热至100℃,促进水电离,溶液C(OH-)=C(H+),溶液呈中性,故错误;

D.向水中加入NH4Cl固体,氯化铵水解,铵根离子和氢氧根离子反应生成一水合氨,从而促进水电离,导致溶液中C(H+)>C(OH-),溶液呈酸性,故错误;

故选B;

(2)越容易水解的盐,越容易结合氢离子,相同浓度的钠盐溶液,pH越大则盐的水解程度越大,所以最易水解的盐是碳酸钠,所以最容易结合氢离子的阴离子是CO32-;浓度相同的酸稀释相同的倍数后,酸性越强的酸其pH变化越大,HCN、HClO、CH3COOH、H2CO3四种酸的酸性大小顺序是CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN,所以溶液的pH变化最大的是醋酸,故选C;

故答案为:CO32-;C;

(3)400mL 1mol•L-1的NaOH的物质的量=1mol/L×0.4L=0.4mol,标准状况下4.48LCO2的物质的量==0.2mol,所以氢氧化钠和二氧化碳反应方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,溶液中碳酸根离子水解而使溶液呈碱性,即C(OH-)>C(H+),溶液中氢氧根离子有两个来源,一个是碳酸根离子水解,一个是碳酸氢根离子水解,碳酸氢根离子只是碳酸根离子水解,所以C(OH-)>C(HCO3-),碳酸根离子水解程度大于水电离出氢离子程度,所以溶液中C(HCO3-)>C(H+),

故溶液中各离子浓度大小顺序是C(Na+)>C(CO32-)>C(OH-)>C(HCO3-)>C(H+);

故答案为:C(Na+)>C(CO32-)>C(OH-)>C(HCO3-)>C(H+);

(4)①根据图片知,C1电极是阳极,阳极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑,故答案为:2Cl--2e-═Cl2↑;

②C2电极上氢离子放电生成氢气,氢气的物质的量==0.005mol,

H2----------2H+--------2OH-1mol       2mol       2mol

0.005mol   0.01mol    0.01mol

所以溶液中氢氧根离子的物质的量浓度==0.1mol/L,则溶液中氢离子浓度=mol/L=10-13mol/L,所以溶液的pH=13,

故答案为:13.

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题型:填空题
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填空题

铁及其化合物在生产、生活中应用广泛.

(1)一定条件下,Fe与CO2可发生反应:2Fe(s)+3CO2(g)⇌Fe2O3(s)+3CO(g)该反应的平衡常数(K)随温度(T)升高而增大.

①该反应的平衡常数K=______.(填表达式)②下列措施中,能使平衡时增大的是______(填标号).

A.升高温度  B.增大压强  C.充入一定量CO    D.再加一些铁粉

(2)图1装置发生反应的离子方程式为______.

(3)图2装置中甲烧杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液,乙烧杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO4溶液.反应一段时间后,停止通电.向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液,观察到石墨电极附近首先变红.

①电源的M端为______极,甲烧杯中铁电极的电极反应为______.

②乙烧杯中电解反应的化学方程式为______.

③停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64g,甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为______mL.

正确答案

(1)①2Fe(s)+3CO2(g)⇌Fe2O3(s)+3CO(g)平衡常数表达式k=,故答案为:

②2Fe(s)+3CO2(g)⇌Fe2O3(s)+3CO(g)该反应的平衡常数(K)随温度(T)升高而增大,Fe(s)+CO2(g)⇌Fe2O3(s)+CO(g)的平衡常数表达式k=,应升高温度使之增大,故答案为:A;

(2)装置1为原电池,负极为Cu,电极反应为:Cu-2e-═Cu2+,正极为石墨,电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+,反应的总方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+

故答案为:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+

(3)①反应一段时间后,停止通电.向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨电极附近首先变红,说明在石墨电极上生成OH-离子,电极反应为:2H2O+2e-═2OH-+H2↑,

发生还原反应,为电解池的阴极,连接电源的负极,即M端为正极,N端为负极,阳极反应为Fe-2e-═Fe2+,故答案为:正;Fe-2e-═Fe2+

②乙烧杯电解硫酸铜溶液,石墨为阳极,电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O,Cu为阴极,电极反应为Cu2++2e-═Cu,电解的总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

故答案为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

③取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g,则生成Cu的物质的量为=0.01mol,转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol,

根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积,

 2H2O+2e-═2OH-+H2↑,

     2mol     22.4L

     0.02mol   V

V==0.224L,即224ml,

故答案为:224.

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题型:简答题
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简答题

工业上电解饱和食盐水可得到多种工业原料,其中氢气和氯气用途非常广泛.

(1)如图所示是离子交换膜(允许钠离子通过,不允许氢氧根与氯离子通过)法电解饱和食盐水示意图.电解过程中,A极发生的是______(填“氧化”或“还原”)反应;B极的电极反应方程式为______.若将电极材料换为铁棒,则B极的电极反应为______.

(2)以上反应得到的H2和C12可直接化合制盐酸.有人设想利用原电池原理直接制备盐酸,同时获得电能.若这种设想可行,则通氢气的电极为______极;通氯气的电极反应式为______.

(3)工业制得的浓盐酸往往呈黄色,原因是输送氯气的铁管道被腐蚀所致.请写出有关反应的化学方程式______,这种腐蚀属于______.

(4)室温下,将1.000mo1•L-1盐酸滴入20.00mL1.000mo1•L-1氨水中,当溶液pH=7时,c(C1-)______c(NH4+)(填=、>、<);当滴入20.00mL盐酸时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______.

正确答案

(1)由图可知,A为阴极生成氢气,发生还原反应,而B为阳极,该电极反应为2C1--2e=C12↑;若将电极材料换为铁棒,B为阳极,金属失去电子,电极反应为Fe-2e=Fe2+

故答案为:还原;2C1--2e=C12↑;Fe-2e=Fe2+

(2)由H2+C12═2HCl,H元素的化合价升高,则通氢气为负极,Cl元素的化合价降低,则通氯气为正极,该正极反应为C12+2e=2Cl-

故答案为:负;C12+2e=2Cl-

(3)浓盐酸往往呈黄色,是因混有Fe3+,发生Fe被氧化的化学反应,反应为2Fe+3C12=2FeC13,属于化学腐蚀,故答案为:2Fe+3C12=2FeC13;化学腐蚀;

(4)pH=7时,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可知,c(OH-)+c(C1-)=c(NH4+)+c(H+),则c(C1-)=c(NH4+),当滴入20.00mL盐酸时,恰好生成氯化铵,铵根离子水解显酸性,所以离子浓度的关系为c(C1-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),

故答案为:=;c(C1-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-).

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题型:填空题
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填空题

肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料.

(1)已知在25℃,101kPa时,16.0g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量312kJ,N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是______.肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液.肼-空气燃料电池放电时,负极的电极反应式是:______.电池工作一段时间后,电解质溶液的pH将______(填“增大”、“减小”、“不变”).

(2)如图是一个电化学装置示意图.用肼--空气燃料电池做此装置的电源.如果A是铂电极,B是石墨电极,C是500mL足量的饱和氯化钠溶液,当两极共产生1.12L气体时,溶液的pH为______,则肼-空气燃料电池理论上消耗的空气______L(气体体积在标准状况下测定,假设空气中氧气体积分数为20%)

(3)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因______.

(4)常温下将0.2mol/L HCl溶液与0.2mol/L N2H4•H2O溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),若测得混合溶液的pH=6,则混合溶液中由水电离出的c(H+)______0.1mol/L HCl溶液中由水电离出的c(H+)(填“大于”、“小于”、或“等于”).

(5)已知:在相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度.常温下,若将0.2mol/L N2H4•H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,则溶液中N2H+5、Cl-、OH-、H+离子浓度由大到小的顺序为______.

正确答案

(1)16.0g肼的物质的量==0.5mol,0.5molN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量312kJ,则1mol肼在氧气中完全燃烧放热的热量为624KJ,所以其热化学反应方程式为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol;燃料电池中负极上投放的是燃料肼,负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成水和氮气,电极反应式为:N2H2+4OH--4e-=4H2O+N2;反应过程中生成水导致溶液中氢氧根离子浓度减小,所以溶液的pH值变小.

故答案为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/mol;N2H2+4OH--4e-=4H2O+N2;减小;

(2)电解食盐水的方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,根据方程式知,阴阳极上生成的气体物质的量相等,即体积也相等,所以生成氢气的体积是0.56L,生成0.56L氢气同时生成氢氧化钠的物质的量=×2=0.05mol,氢氧化钠的物质的量浓度==0.1mol/L,氢离子浓度为10-13 mol/L,所以溶液的pH=13;

根据得失电子数相等,生成0.56L氢气转移的电子数与空气中氧气转移的电子数相等,设空气的体积为XL.

0.56L×2=0.2XL×4,X=1.4.

故答案为:13;1.4;

(3)肼易溶于水,它是与氨类似的弱碱,则电离生成OH-和阳离子,

电离方程式为N2H4+H2O=N2H5++OH-;N2H5++H2O=N2H62++OH-

故答案为:N2H4+H2O=N2H5++OH-;N2H5++H2O=N2H62++OH-

(4)常温下,混合溶液的pH=6,溶液显酸性,则酸电离产生的氢离子大于水电离产生的氢离子,由水电离出的

c(H+)为10-8mol/L,0.1mol/LHCl溶液中由水电离出的c(H+)为=10-13mol/L,

故答案为:大于;

(5)将0.2mol/L N2H4•H2O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,得到等量的N2H4•H2O、N2H5C1,由相同条件下N2H4•H2O的电离程度大于N2H5C1的水解程度,则c(N2H+5)>c(Cl-),又溶液显碱性,即c(OH-)>c(H+),电离、水解的程度都不大,所以c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),

故答案为:c(N2H5+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+).

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题型:填空题
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填空题

最近有科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下

(1)在合成塔中,若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应,可放出4947kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式____________________________;下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是

___________.

A.升高温度

B.充入He(g),使体系压强增大

C.将H2O(g)从体系中分离

D.再充入1mol CO2和3mol H2

(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。 已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O

则阴极反应为:____________________。

(3)常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3)_________c(CO32-) (填“>”、“=”或“<”),原因是________________________(用离子方程式和必要的文字说明)。

(4)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积(Ksp)分别为

4.96×10-9、2.58×10-9。应该选用的试剂是_____________________。

正确答案

(1)CO2(g)+3H2(g) =CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.47kJ/mol; CD 

(2)2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-

(3)>;因为既存在HCO3-CO32-+H+也存在HCO3-+H2OH2CO3+OH-而HCO3-的水解程度大于电离程度

(4)Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液)

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