某实验小组设计一体化实验,通过量气法测定阿伏加德罗常数,同时制得并探究其性质.回答下列问题:
I.测定阿伏加德罗常数同时制得.实验装置如图所示:(1)仪器a的名称是___________ ,阴极发生的电极反应式是___________ ;
(2)烧杯中最终会看到___________ 色沉淀;
(3)在一定电流强度下电解一段时间,收集到的气体体积___________ (用含的式子表示).将换算成标准状况下的体积记为,已知电路中通过的总电量为,1个电子所带的电量为,则阿伏伽德罗常数___________ (用含和q的表达式表示)。
Ⅱ.探究的性质.实验小组将上述电解得到的产物洗涤干净后,进行如下实验:查阅资料:白色,无色,黄色.
(4)检验电解产物洗净需要用到的试剂是___________ ;
(5)解释溶液颜色由无色变为黄色的原因___________ (用离子方程式表示);
Ⅲ.测量电解产物的含量。
(6)称取样品置于烧杯中(该样品杂质不与后续试剂反应),加入足量酸性溶液,使全部转化为,加入过量溶液,然后用溶液滴定至终点,消耗.(己知:)
则测得电解产物中的含量为___________ 。
I.测定阿伏加德罗常数同时制得.实验装置如图所示:(1)仪器a的名称是
(2)烧杯中最终会看到
(3)在一定电流强度下电解一段时间,收集到的气体体积
Ⅱ.探究的性质.实验小组将上述电解得到的产物洗涤干净后,进行如下实验:查阅资料:白色,无色,黄色.
(4)检验电解产物洗净需要用到的试剂是
(5)解释溶液颜色由无色变为黄色的原因
Ⅲ.测量电解产物的含量。
(6)称取样品置于烧杯中(该样品杂质不与后续试剂反应),加入足量酸性溶液,使全部转化为,加入过量溶液,然后用溶液滴定至终点,消耗.(己知:)
则测得电解产物中的含量为
更新时间:2024-05-13 21:58:32
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解答题-原理综合题
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较难
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解题方法
【推荐1】通过络合滴定法测定铅铋合金中和的质量分数可以对产品质量进行检验。
资料:极易水解,在时即可生成难溶于酸的沉淀;
也会水解,在碱性条件下会生成沉淀。
(一)铅铋合金的溶解和稀释
称取样品于烧杯中,加入浓硝酸溶液低温加热溶解。溶解后将溶液转移至容量瓶中。用溶液冲洗烧杯,将洗液转移至容量瓶中后定容。
(1)写出溶于浓,生成的离子方程式:_______ 。
(2)在冲洗烧杯时选择溶液而非水的原因是_______ 。
(二)铅铋合金的连续滴定
资料:ⅰ.乙二胺四乙酸是一种重要的有机化合物,常用表示(结构如左图所示)。水溶液中其各存在形式的物质的量分数随变化曲线如图所示。
ⅱ.EDTA是乙二胺四乙酸二钠盐,通常用表示,是最常用的络合滴定剂,可以与大多数金属离子发生反应,生成配合物。
步骤Ⅰ.移取上述定容后的溶液于锥形瓶中,滴加2滴指示剂二甲酚橙,用溶液滴定至终点,消耗EDTA溶液的体积为,完成的含量测定。
步骤Ⅱ.向滴定后的溶液中加入过量的六次甲基四胺固体调节溶液。
步骤Ⅲ.用溶液再次滴定至终点,消耗EDTA溶液的体积为,完成的含量测定。
(3)从结构角度解释形成的原因是_______ 。
(4)写出滴定的离子方程式_______ (可以使用Y代替部分有机物结构)。
(5)过量的六次甲基四胺可以形成缓冲溶液,使得溶液在加入酸或碱时稳定在5左右。如使用过量氨水则会因为发生_______ (写离子方程式)导致含量_______ (偏大、偏小或不变)。
(6)铅铋合金中的质量分数为_______ ,的质量分数为_______ 。(已知:,)
(7)由上述过程可知,浓度相近时调节是分步滴定和的关键。定义:的平衡常数为,则_______ (填“>”、“<”或“=”),理由是_______ 。
资料:极易水解,在时即可生成难溶于酸的沉淀;
也会水解,在碱性条件下会生成沉淀。
(一)铅铋合金的溶解和稀释
称取样品于烧杯中,加入浓硝酸溶液低温加热溶解。溶解后将溶液转移至容量瓶中。用溶液冲洗烧杯,将洗液转移至容量瓶中后定容。
(1)写出溶于浓,生成的离子方程式:
(2)在冲洗烧杯时选择溶液而非水的原因是
(二)铅铋合金的连续滴定
资料:ⅰ.乙二胺四乙酸是一种重要的有机化合物,常用表示(结构如左图所示)。水溶液中其各存在形式的物质的量分数随变化曲线如图所示。
ⅱ.EDTA是乙二胺四乙酸二钠盐,通常用表示,是最常用的络合滴定剂,可以与大多数金属离子发生反应,生成配合物。
步骤Ⅰ.移取上述定容后的溶液于锥形瓶中,滴加2滴指示剂二甲酚橙,用溶液滴定至终点,消耗EDTA溶液的体积为,完成的含量测定。
步骤Ⅱ.向滴定后的溶液中加入过量的六次甲基四胺固体调节溶液。
步骤Ⅲ.用溶液再次滴定至终点,消耗EDTA溶液的体积为,完成的含量测定。
(3)从结构角度解释形成的原因是
(4)写出滴定的离子方程式
(5)过量的六次甲基四胺可以形成缓冲溶液,使得溶液在加入酸或碱时稳定在5左右。如使用过量氨水则会因为发生
(6)铅铋合金中的质量分数为
(7)由上述过程可知,浓度相近时调节是分步滴定和的关键。定义:的平衡常数为,则
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】重铬酸钾()在实验室和工业上都有广泛应用,如用于制铬矾、制火柴、电镀、有机合成等。工业上。以铬铁矿[主要成分为,杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]制备重铬酸钾的工艺流程如下图所示:
已知:①焙烧时,中的Fe元素转化为,Cr元素转化为;
②矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶性组分浓度时,可认为已除尽。
请回答下列问题:
(1)写出焙烧生成和的过程中,氧化剂和还原剂物质的量之比为_______ 。
(2)水浸滤渣的主要成分是,写出生成此滤渣的离子方程式___________ 。
(3)中和步骤中理论pH的范围是___________ ,中和后滤渣的主要成分是___________ 、___________ (填化学式)。
(4)酸化时加冰醋酸,简述不能用盐酸的可能原因是___________ 。
(5)工序1加入KCl的作用是___________ 。
(6)可以采用氧化还原滴定法测定产品的纯度,还可以采用分光光度法测定(溶液的吸光度与其浓度成正比),但测得的质量分数明显偏低,分析原因,发现配制待测液时少加了一种试剂,该试剂可以是___________(填字母)
已知:①焙烧时,中的Fe元素转化为,Cr元素转化为;
②矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶性组分浓度时,可认为已除尽。
请回答下列问题:
(1)写出焙烧生成和的过程中,氧化剂和还原剂物质的量之比为
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(4)酸化时加冰醋酸,简述不能用盐酸的可能原因是
(5)工序1加入KCl的作用是
(6)可以采用氧化还原滴定法测定产品的纯度,还可以采用分光光度法测定(溶液的吸光度与其浓度成正比),但测得的质量分数明显偏低,分析原因,发现配制待测液时少加了一种试剂,该试剂可以是___________(填字母)
A.硫酸 | B.氢碘酸 | C.硝酸钾 | D.氢氧化钾 |
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】Ⅰ.探究的酸性强于HClO(可能所需要的装置和试剂如图所示)
所需装置的连接顺序为:纯净的→___________→___________→___________→___________,___________ (填装置标号),装置K中反应的离子方程式为___________ 。
Ⅱ.过二硫酸盐可以用作聚合反应促进剂、电池去极剂等,可以用电解饱和溶液制备获得(过二硫酸铵),回答下列问题:
(1)一个过二硫酸铵[]中过氧键的个数为___________ 。
(2)取(过二硫酸铵)溶液少许于甲、乙两支试管中,进行下列实验:
向甲试管中滴入酸化的KI和淀粉溶液并微热,溶液变蓝,说明过二硫酸铵具有___________ (填“氧化”或“还原”)性;
向乙试管中滴入酸化的溶液及1滴溶液(催化)并微热,溶液显紫色,能说明该现象的离子方程式为___________ 。
(3)与NaOH溶液在约55℃时可制取(温度超过90℃时,可将还原为),装置如图所示。
①组装合适的加热装置,还需要的玻璃仪器有烧杯和___________ 。
②接口a应连接的装置是___________ (填标号)。
A. B. C. D.
③通的目的是___________ 。
所需装置的连接顺序为:纯净的→___________→___________→___________→___________,
Ⅱ.过二硫酸盐可以用作聚合反应促进剂、电池去极剂等,可以用电解饱和溶液制备获得(过二硫酸铵),回答下列问题:
(1)一个过二硫酸铵[]中过氧键的个数为
(2)取(过二硫酸铵)溶液少许于甲、乙两支试管中,进行下列实验:
向甲试管中滴入酸化的KI和淀粉溶液并微热,溶液变蓝,说明过二硫酸铵具有
向乙试管中滴入酸化的溶液及1滴溶液(催化)并微热,溶液显紫色,能说明该现象的离子方程式为
(3)与NaOH溶液在约55℃时可制取(温度超过90℃时,可将还原为),装置如图所示。
①组装合适的加热装置,还需要的玻璃仪器有烧杯和
②接口a应连接的装置是
A. B. C. D.
③通的目的是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)利用图装置电解制备NaOH,两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液。
①B极区电解液为__________ 溶液(填化学式),A极要连接电源的________ (填“正”或“负”)极。
②阳极电极反应式为____________________________ ,电解过程中Na+向___________ 电极迁移(填“A”或“B”)。
③电解总反应的离子方程式 是_________________________ 。
(2)利用图装置,可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳电极,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于______ 处。(填“A”、“B”或“C”)
②若X为锌电极,开关K置于A处,该电化学防护法称为_____________ 。
(3)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。如图是钒电池示意图。钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子为正极电极反应的活性物质(VO2+、VO)和负极电极反应的活性物质(V2+、V3+),电池总反应为:V2++VO+2H+ VO2++V3++H2O。放电时的正极反应式为__________________________________ 。能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是___________ 。
(1)利用图装置电解制备NaOH,两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液。
①B极区电解液为
②阳极电极反应式为
③电解总反应的
(2)利用图装置,可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳电极,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于
②若X为锌电极,开关K置于A处,该电化学防护法称为
(3)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。如图是钒电池示意图。钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子为正极电极反应的活性物质(VO2+、VO)和负极电极反应的活性物质(V2+、V3+),电池总反应为:V2++VO+2H+ VO2++V3++H2O。放电时的正极反应式为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】主要成分为的工业废气的回收利用有重要意义。
Ⅰ.克劳斯工艺
(1)将占总量约___________ 的燃烧,产生的与其余混合后反应回收单质硫(x为2~8)。
Ⅱ.湿法脱硫
(2)当废气中硫化氢浓度较低时常用纯碱溶液进行吸收,已知、的电离平衡常数如下表所示:
纯碱溶液吸收少量的离子方程式为___________ 。
Ⅲ.热解制
一种热解的方法是将、按一定比例混合,并用Ar稀释,通入管式气体反应器热解(一边进料,另一边出料),反应分两步进行:
第一步
第二步
常压,不同温度下反应相同时间后,测得生成的、和体积分数如图(a):
(3)A、B、C三条曲线中表示的是______ 。
(4)判断下列说法不正确的是___________(填序号)。
(5)温度下,在恒压密闭容器中按充入混合气体发生上述第一步反应,测得平衡时、的体积分数相等。若起始压强为,则温度下,平衡转化率为___________ ,平衡常数___________ 。
(6)回收的硫单质可以用于制钠—硫电池。一种室温钠—硫电池的结构如图(b)所示,电解质为含的离子液体。工作时,电池总反应为。
①放电时正极的电极反应为___________ 。
②若放电过程中硫电极只检测到、的生成,当硫单质反应16g,电路中转移电子时,生成的、的个数比是______ 。
Ⅰ.克劳斯工艺
(1)将占总量约
Ⅱ.湿法脱硫
(2)当废气中硫化氢浓度较低时常用纯碱溶液进行吸收,已知、的电离平衡常数如下表所示:
电离平衡常数 | ||
Ⅲ.热解制
一种热解的方法是将、按一定比例混合,并用Ar稀释,通入管式气体反应器热解(一边进料,另一边出料),反应分两步进行:
第一步
第二步
常压,不同温度下反应相同时间后,测得生成的、和体积分数如图(a):
(3)A、B、C三条曲线中表示的是
(4)判断下列说法不正确的是___________(填序号)。
A.上述两个反应都能在高温条件下自发进行 |
B.适当的高温有利于增大反应速率和反应物转化率 |
C.,增大的投料量,的转化率一定增大 |
D.恒温恒压下,增加Ar的体积分数,的浓度升高 |
(5)温度下,在恒压密闭容器中按充入混合气体发生上述第一步反应,测得平衡时、的体积分数相等。若起始压强为,则温度下,平衡转化率为
(6)回收的硫单质可以用于制钠—硫电池。一种室温钠—硫电池的结构如图(b)所示,电解质为含的离子液体。工作时,电池总反应为。
①放电时正极的电极反应为
②若放电过程中硫电极只检测到、的生成,当硫单质反应16g,电路中转移电子时,生成的、的个数比是
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4]获得3种金属盐,并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN),部分工艺流程如下:
已知:①浸出液中金属离子主要含Ga3+、Fe3+、Zn2+,含少量Fe2+。
②常温下,浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH如表1。
③金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)如表2。
表1 金属离子浓度及开始沉淀的pH
表2 金属离子的萃取率
(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为___________ ,调pH前加入H2O2的目的是___________ 。
(2)滤液1获得的物质是___________ (填化学式,下同),水层1获得的物质是___________ 。
(3)Ga与Al化学性质相似。反萃取时,加入过量NaOH溶液后,Ga的存在形式是___________ (填化学式)。
(4)电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时,以粗镓为阳极,以NaOH溶液为电解液,阴极的电极反应为___________ 。
(5)GaN可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得:以合成的三甲基镓[Ga(CH3)3]与NH3发生反应得到GaN和另一种产物,该过程的化学方程式为___________ 。
(6)滤液1中残余的Ga3+的浓度为___________ mol·L–1
已知:①浸出液中金属离子主要含Ga3+、Fe3+、Zn2+,含少量Fe2+。
②常温下,浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH如表1。
③金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)如表2。
表1 金属离子浓度及开始沉淀的pH
金属离子 | 浓度/(mol·L-1) | 开始沉淀pH |
Fe2+ | 1.0×10-3 | 8.0 |
Fe3+ | 4.0×10-2 | 1.7 |
Zn2+ | 1.5 | 5.5 |
Ga3+ | 3.0×10-3 | 3.0 |
金属离子 | 萃取率 |
Fe2+ | 0 |
Fe3+ | 99% |
Zn2+ | 0 |
Ga3+ | 97%~98.5% |
(2)滤液1获得的物质是
(3)Ga与Al化学性质相似。反萃取时,加入过量NaOH溶液后,Ga的存在形式是
(4)电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时,以粗镓为阳极,以NaOH溶液为电解液,阴极的电极反应为
(5)GaN可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得:以合成的三甲基镓[Ga(CH3)3]与NH3发生反应得到GaN和另一种产物,该过程的化学方程式为
(6)滤液1中残余的Ga3+的浓度为
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(0.4)
【推荐1】我国在青藏高原发现了名为“可燃冰”的环保型新能源。
(1)“可燃冰”属于化石燃料,主要成分是CH4。另外还有两种化石燃料,它们的名称分别是___________ 和_________ 。
(2)CH4可与Cl2反应,反应历程如下
①Cl-Cl→2Cl △H=243kJ•mol-1
②Cl•+CH3-H→CH3+H-Cl △H=4kJ•mol-1
③•CH3+Cl-Cl→CH3--Cl+Cl• △H=-106kJ•mol-1
则CH4与Cl2反应生成CH3-Cl(g)的热化学方程式为_________ 。
(3)CH4可用于设计燃料电池。甲烷燃料电池的工作原理如下图所示:
则通入CH4的一极为原电池的___________ (填“正极”或“负极”),正极的电极反应式为______________ 。
(4)在25℃时,将两个铂电极插入一定量的饱和Na2SO4溶液中进行电解,通电一段时间后在阳极逸出a mol气体,同时析山w g Na2SO4·10H2O晶体,若温度不变,此时剩余溶液的质量分数是___________________ 。
(1)“可燃冰”属于化石燃料,主要成分是CH4。另外还有两种化石燃料,它们的名称分别是
(2)CH4可与Cl2反应,反应历程如下
①Cl-Cl→2Cl △H=243kJ•mol-1
②Cl•+CH3-H→CH3+H-Cl △H=4kJ•mol-1
③•CH3+Cl-Cl→CH3--Cl+Cl• △H=-106kJ•mol-1
则CH4与Cl2反应生成CH3-Cl(g)的热化学方程式为
(3)CH4可用于设计燃料电池。甲烷燃料电池的工作原理如下图所示:
则通入CH4的一极为原电池的
(4)在25℃时,将两个铂电极插入一定量的饱和Na2SO4溶液中进行电解,通电一段时间后在阳极逸出a mol气体,同时析山w g Na2SO4·10H2O晶体,若温度不变,此时剩余溶液的质量分数是
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】某化学研究性小组采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)电解饱和食盐水一段时间,并通过实验测定产物的量来判断饱和食盐水的电离率。饱和食盐水的电解率=(电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量)×100%
甲方案:利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率
(1)若饱和食盐水中滴有酚酞,则电解过程中甲装置中的U形管左端的实验现象为_____ ; 该电解池总反应的化学方程式为_______ ;
(2)若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液,通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率,则正确的连接顺序为________ 连______ (填A、B、C、D、E等导管口),则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为_______ ;
乙方案:利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率
(3)对于乙方案,有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率
Ⅰ.通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率。
Ⅱ.通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
①一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰,则该干燥装置应与______ 口连接(填A、B、C、D、E等导管口)。
②另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确,你是否同意?_____ (填“同意”或“不同意”)请说明理由 ____ 。
丙方案:只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率
(4)若电解150mL饱和食盐水一段时间,测得溶液的pH为14,求饱和食盐水的电解率_______ (保留一位小数,假设电解前后溶液体积不变,饱和食盐水密度约为1.33g/mL,溶解度为36.0g)。
甲方案:利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率
(1)若饱和食盐水中滴有酚酞,则电解过程中甲装置中的U形管左端的实验现象为
(2)若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液,通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率,则正确的连接顺序为
乙方案:利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率
(3)对于乙方案,有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率
Ⅰ.通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率。
Ⅱ.通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
①一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰,则该干燥装置应与
②另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确,你是否同意?
丙方案:只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率
(4)若电解150mL饱和食盐水一段时间,测得溶液的pH为14,求饱和食盐水的电解率
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【推荐3】H2和CH4都是很重要的燃料,在现代化工生产中也有着不可替代的作用。请分析回答下面的问题:
(1)经研究发现在催化剂铑表面H2催化还原NO的详细反应机理如表[表中下标“(S)”表示吸附态组分]所示,在其他条件一定时,决定该反应速率的基元反应(指在反应中一步直接转化为产物的反应,又称为简单反应)为_______________ ,基元反应 NO + Rh(S) →NO(S)的ΔH =_______________ kJ·mol−1。
(2)利用甲烷制备甲醇的一种方法叫甲烷催化氧化法,该方法的有关反应如下:
主反应: CH4(g) +O2(g)CH3OH(g) ΔH=-26 kJ·mol−1
副反应: CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) + 2H2O(g) ΔH
科学家研究了CH4、O2和H2O(g)(H2O的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应。在恒温恒容的密闭容器中CH4、O2和H2O(g)按体积比2:1:8投入,充分反应达平衡后,测得CH4的转化率为50%,CO2的体积分数为,则该催化剂对甲醇的选择性是_____ (甲醇的选择性=×100%)。副反应的压强平衡常数Kp=________________ 。
(3)甲烷和水蒸气催化制氢的过程中主要发生两个反应:
①CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ΔH= +206 kJ·mol−1;
②CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH=-41 kJ·mol−1
恒压下,将n(CH4):n(H2O) = 1:3的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。简述600℃前后CO2含量变化的原因:_______ 。
(4)香港城市大学研发的Zn/富Co(Ⅲ)-Co3O4电池B(如图),采用ZnSO4和CoSO4为电解质溶液,充放电过程中a极发生CoO与Co3O4之间的转化,现利用甲烷燃料电池对其充电,充电时a极的电极反应为____________________ ,当甲烷燃料电池外电路通过4 mol电子时,电池B电解质溶液质量减少______ g。
(1)经研究发现在催化剂铑表面H2催化还原NO的详细反应机理如表[表中下标“(S)”表示吸附态组分]所示,在其他条件一定时,决定该反应速率的基元反应(指在反应中一步直接转化为产物的反应,又称为简单反应)为
基元反应 | 活化能 Ea/ (kJ·mol-1) |
H2 + Rh(S) + Rh(S)→H(S) + H(S) | 12.6 |
NO + Rh(S)→NO(S) | 0.0 |
NO(S) + Rh(S)→N(S) + O(S) | 97.5 |
N(S) + N(S)→N2 + Rh(S) + Rh(S) | 120.9 |
H(S) + O(S)→OH(S) + Rh(S) | 83.7 |
OH(S) + H(S)→H2O(S) + Rh(S) | 33.5 |
H2O(S)→H2O+ Rh(S) | 45.0 |
H(S) + H(S)→H2 + Rh(S) + Rh(S) | 77.8 |
NO(S)→NO + Rh(S) | 108.9 |
OH(S) + Rh(S)→H(S) + O(S) | 37.7 |
主反应: CH4(g) +O2(g)CH3OH(g) ΔH=-26 kJ·mol−1
副反应: CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) + 2H2O(g) ΔH
科学家研究了CH4、O2和H2O(g)(H2O的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应。在恒温恒容的密闭容器中CH4、O2和H2O(g)按体积比2:1:8投入,充分反应达平衡后,测得CH4的转化率为50%,CO2的体积分数为,则该催化剂对甲醇的选择性是
(3)甲烷和水蒸气催化制氢的过程中主要发生两个反应:
①CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ΔH= +206 kJ·mol−1;
②CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH=-41 kJ·mol−1
恒压下,将n(CH4):n(H2O) = 1:3的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。简述600℃前后CO2含量变化的原因:
(4)香港城市大学研发的Zn/富Co(Ⅲ)-Co3O4电池B(如图),采用ZnSO4和CoSO4为电解质溶液,充放电过程中a极发生CoO与Co3O4之间的转化,现利用甲烷燃料电池对其充电,充电时a极的电极反应为
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解答题-实验探究题
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(0.4)
【推荐1】ClO2是新一代高效安全的杀菌剂。由于其浓度过高时易分解。常将其转化成NaClO2晶体以便储运。实验室模拟NaClO2的制备装置如图1所示。
已知:①ClO2易溶于水,熔点为-59°C,沸点为11°C,在碱性溶液中发生反应:2ClO2+2OH-=++H2O;
②图2为NaClO2的溶解度随温度变化曲线,NaClO2在温度高于60°C时易分解生成NaClO3和NaCl。
请回答下列问题:
(1)A为ClO2的发生装置,生成ClO2的化学方程式为___________ 。
(2)H2O2属于___________ (填“极性”、“非极性”)分子,H2O2在C装置中作___________ (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)空气流速过快或过慢,均会降低NaClO2产率,其原因是___________ 。
(4)装置C需要采用冰水浴,其目的是___________ 。
(5)从NaClO2溶液中获得NaClO2晶体的过程中对温度的控制要求较高。具体操作为先减压,将NaClO2溶液加热到___________ (填字母标号)浓缩,至有晶膜出现时,再在常压下___________ (填操作),过滤,洗涤,干燥。
A.略低于38℃ B.略高于38℃ C.略低于60℃ D.略高于60℃
(6)为测定所得NaClO2产品的纯度,进行如下实验:
步骤①:称取mg样品于烧杯中,用适量蒸馏水溶解后,加入稍过量的KI晶体,再滴加适量的稀硫酸,充分反应(杂质不与KI反应);
步骤②:将所得溶液转移至500mL容量瓶中,稀释定容;
步骤③:准确移取25.00mL步骤②所得溶液于锥形瓶中,滴加两滴淀粉溶液,用cmol/L的Na2S2O3标准溶液滴定,至恰好完全反应时,消耗Na2S2O3溶液VmL(反应方程式为:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
该NaClO2产品的纯度为___________ %。
已知:①ClO2易溶于水,熔点为-59°C,沸点为11°C,在碱性溶液中发生反应:2ClO2+2OH-=++H2O;
②图2为NaClO2的溶解度随温度变化曲线,NaClO2在温度高于60°C时易分解生成NaClO3和NaCl。
请回答下列问题:
(1)A为ClO2的发生装置,生成ClO2的化学方程式为
(2)H2O2属于
(3)空气流速过快或过慢,均会降低NaClO2产率,其原因是
(4)装置C需要采用冰水浴,其目的是
(5)从NaClO2溶液中获得NaClO2晶体的过程中对温度的控制要求较高。具体操作为先减压,将NaClO2溶液加热到
A.略低于38℃ B.略高于38℃ C.略低于60℃ D.略高于60℃
(6)为测定所得NaClO2产品的纯度,进行如下实验:
步骤①:称取mg样品于烧杯中,用适量蒸馏水溶解后,加入稍过量的KI晶体,再滴加适量的稀硫酸,充分反应(杂质不与KI反应);
步骤②:将所得溶液转移至500mL容量瓶中,稀释定容;
步骤③:准确移取25.00mL步骤②所得溶液于锥形瓶中,滴加两滴淀粉溶液,用cmol/L的Na2S2O3标准溶液滴定,至恰好完全反应时,消耗Na2S2O3溶液VmL(反应方程式为:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。
该NaClO2产品的纯度为
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(0.4)
【推荐2】是用途广泛的重要工业品,用途广泛,将通入溶液中可制备,反应化学方程式为。某同学设计如图实验装置(夹持仪器已省略)制备。回答下列问题:
(1)装置A中反应的离子方程式为___________ 。
(2)装置B中盛放的试剂是___________ ,装置C中仪器X的名称为___________ 。
(3)已知在100℃时溶解度约为156g,在100℃时的溶解度约为48g。简述从仪器X中获得粗品的步骤:______________________ 。
(4)粗品中纯度的测定称取a g粗品溶于水配制成250mL溶液,取25.00mL所得溶液于锥形瓶中,加入少量的稀硫酸,用0.100的溶液滴定至终点时,消耗b mL 溶液()。粗品中的质量分数为___________ (用含有a、b的代数式表示)。
(5)电解溶液也可以制备,阳极电极反应式为________ 。
(6)实验室若配制溶液。下列操作会使配制的溶液浓度偏大的是________ (填字母,假设其他操作均正确)。
A.没有冷却至室温就转移液体到容量瓶并完成定容
B.将溶液移入容量瓶过程中有少量溶液溅出
C.使用容量瓶配制溶液,定容时,仰视刻度线
D.容量瓶刚用蒸馏水洗净,没有烘干就用来配制溶液
E.定容时,滴加蒸馏水,不慎加多高于刻度线,吸出少量水使凹液面最低点与刻度线相切
(1)装置A中反应的离子方程式为
(2)装置B中盛放的试剂是
(3)已知在100℃时溶解度约为156g,在100℃时的溶解度约为48g。简述从仪器X中获得粗品的步骤:
(4)粗品中纯度的测定称取a g粗品溶于水配制成250mL溶液,取25.00mL所得溶液于锥形瓶中,加入少量的稀硫酸,用0.100的溶液滴定至终点时,消耗b mL 溶液()。粗品中的质量分数为
(5)电解溶液也可以制备,阳极电极反应式为
(6)实验室若配制溶液。下列操作会使配制的溶液浓度偏大的是
A.没有冷却至室温就转移液体到容量瓶并完成定容
B.将溶液移入容量瓶过程中有少量溶液溅出
C.使用容量瓶配制溶液,定容时,仰视刻度线
D.容量瓶刚用蒸馏水洗净,没有烘干就用来配制溶液
E.定容时,滴加蒸馏水,不慎加多高于刻度线,吸出少量水使凹液面最低点与刻度线相切
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(0.4)
名校
【推荐3】某化学兴趣小组利用如图1所示装置(加持装置省略)制备。已知是一种易溶于水,不溶于酒精的白色或微红色晶体。
(1)检验如图1装置气密性的方法是___________ ,装置Ⅱ中发生反应的方程式:___________ 。
(2)抽滤如图2所示,与用普通漏斗过滤相比,抽滤的优点是___________ ;其最佳操作顺序是___________ ,确认抽干(填标号)。
a.打开循环水式真空泵 b.加入少量蒸馏水润湿滤纸 c.转移固液混合物
(3)根据图3,加热反应后的溶液并控制温度大于40℃,经蒸发结晶,___________ ,用___________ 洗涤,干燥,可得到产品。
(4)图1装置还存在安全隐患,在Ⅱ后的方框内增加合适的装置和药品以消除这种隐患,在方框内完成作答___________ 。
(5)产品的纯度可用配位滴定法测定。被空气氧化成后,可与配位剂三乙醇胺生成绿色配合物以掩蔽其他离子,再加入盐酸羟胺将配合物中的还原成,以K-B为指示剂,用EDTA(可以表示为)标准滴定液进行滴定,反应为:。准确称取一定质量的晶体加入250mL的锥形瓶中,加20mL水、10mL三乙醇胺,充分振荡,再加入10mL足量的盐酸羟胺。滴入2~3滴K-B作指示剂后溶液呈酒红色,摇匀。用已标定的溶液滴定,当溶液由酒红色变成纯蓝色,即为终点。实验数据见下表:
则产品的纯度为___________ %(保留整数)。
(1)检验如图1装置气密性的方法是
(2)抽滤如图2所示,与用普通漏斗过滤相比,抽滤的优点是
a.打开循环水式真空泵 b.加入少量蒸馏水润湿滤纸 c.转移固液混合物
(3)根据图3,加热反应后的溶液并控制温度大于40℃,经蒸发结晶,
(4)图1装置还存在安全隐患,在Ⅱ后的方框内增加合适的装置和药品以消除这种隐患,在方框内完成作答
(5)产品的纯度可用配位滴定法测定。被空气氧化成后,可与配位剂三乙醇胺生成绿色配合物以掩蔽其他离子,再加入盐酸羟胺将配合物中的还原成,以K-B为指示剂,用EDTA(可以表示为)标准滴定液进行滴定,反应为:。准确称取一定质量的晶体加入250mL的锥形瓶中,加20mL水、10mL三乙醇胺,充分振荡,再加入10mL足量的盐酸羟胺。滴入2~3滴K-B作指示剂后溶液呈酒红色,摇匀。用已标定的溶液滴定,当溶液由酒红色变成纯蓝色,即为终点。实验数据见下表:
实验 | 起始滴定管读数/mL | 终点滴定管读数/mL | |
1 | 0.0845 | 0.20 | 26.60 |
2 | 0.0845 | 0.00 | 26.20 |
3 | 0.0845 | 0.32 | 28.35 |
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