(1)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍关注, 目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
平衡时H2的转化率为________________ 。
反应进行到3 min时,同种物质的v正 与v逆的关系: v正________ v逆(填>,=,<)
③ 上述反应平衡常数的表达式为___________________ ,经计算该温度下此反应平衡常数的数值为_______________ 。
(2)如图装置,A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹;电源有a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中,切断K1,闭合K2、K3,通直流电,一段时间后试管中产生气体,如图所示,据此分析:
B试管中的气体是_____ (填名称或分子式);a为电源________ (正或负)极。
写出电解时A极的电极反应式:__________________ 。
③若电解一段时间,A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3,闭合K1。电流表的指针偏转,则此时B极电极反应式为_________________ 。
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率.如图所示是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:
请回答:
甲烷燃料电池的负极反应式是:_____________________ .
当A中消耗0.05mol氧气时,B中________ 极(填“a”或“b”)增重________ g.
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
平衡时H2的转化率为
反应进行到3 min时,同种物质的v正 与v逆的关系: v正
③ 上述反应平衡常数的表达式为
(2)如图装置,A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹;电源有a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中,切断K1,闭合K2、K3,通直流电,一段时间后试管中产生气体,如图所示,据此分析:
B试管中的气体是
写出电解时A极的电极反应式:
③若电解一段时间,A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3,闭合K1。电流表的指针偏转,则此时B极电极反应式为
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率.如图所示是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:
请回答:
甲烷燃料电池的负极反应式是:
当A中消耗0.05mol氧气时,B中
更新时间:2016-12-09 09:06:57
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(0.4)
【推荐1】在一定温度下,向一固定容积的密闭容器中加入 1mol A和 2mol B,发生下述反应:A(g)+2B(g) 3C(g)+2D(s)(放热反应)。达到平衡时生成了1.8 mol C。
(1)在相同条件下,若向该容器中改为加入0.3mol A、0.6 mol B,要使平衡混合气体中C物质的体积分数与原平衡的相同,在D足量时,则还应加入___________ mol的物质C。
(2)若维持容器的体积和温度不变,反应从逆反应方向开始,按不同的配比作为起始物质,达到平衡时C仍为1.8 mol 。则D的起始物质的量n(D)应满足的条件是:n(D)___________ 。当改变温度或压强时,有可能改变物质的聚集状态,对平衡产生重大影响。
(3)若升高平衡体系温度,当再次达到平衡后,测得两次平衡条件下混合气体的平均相对分子质量未发生改变,试解释形成这种结果的可能原因是:___________ ;
(4)若将容器改为容积可变的容器,在一定温度和常压下,建立上述平衡之后,A的物质的量浓度为a mol/L。现持续增大压强,当:
①当压强为原来1.5倍时,A的平衡时物质的量浓度为m mol/L,测得m=1.5a;
②当压强为原来10倍时,A的平衡时物质的量浓度为n mol/L,测得n >10 a;
③当压强为原来100倍时,A的平衡时物质的量浓度为p mol/L,测得p<100a。
试解释形成这种结果的可能的原因:
①1.5倍时:___________ ;
②10倍时:___________ ;
③100倍时:___________ 。
(1)在相同条件下,若向该容器中改为加入0.3mol A、0.6 mol B,要使平衡混合气体中C物质的体积分数与原平衡的相同,在D足量时,则还应加入
(2)若维持容器的体积和温度不变,反应从逆反应方向开始,按不同的配比作为起始物质,达到平衡时C仍为1.8 mol 。则D的起始物质的量n(D)应满足的条件是:n(D)
(3)若升高平衡体系温度,当再次达到平衡后,测得两次平衡条件下混合气体的平均相对分子质量未发生改变,试解释形成这种结果的可能原因是:
(4)若将容器改为容积可变的容器,在一定温度和常压下,建立上述平衡之后,A的物质的量浓度为a mol/L。现持续增大压强,当:
①当压强为原来1.5倍时,A的平衡时物质的量浓度为m mol/L,测得m=1.5a;
②当压强为原来10倍时,A的平衡时物质的量浓度为n mol/L,测得n >10 a;
③当压强为原来100倍时,A的平衡时物质的量浓度为p mol/L,测得p<100a。
试解释形成这种结果的可能的原因:
①1.5倍时:
②10倍时:
③100倍时:
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(0.4)
【推荐2】汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户,汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,其污染问题也成为当今社会急需解决的问题。
I.对汽车加装尾气净化装置,可使CO、NOx有毒气体相互反应转化为无毒气体。
2xCO+2NOx==2xCO2+N2
当转移电子物质的量为0.8xmol时,该反应生成_________ LN2(标准状况下)。
II.一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物,可以用来合成很多有机物如甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等,还可以作燃料。
(1)在压强为0.1 MPa条件下,将amol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
①该反应的平衡常数表达式为_______________ 。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________________ 。
(2)一定条件下,CO与H2可合成甲烷,反应方程式为CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)
①一定条件下,该反应能够自发进行的原因是__________________ 。
②已知H2(g)、CO(g)、和CH4(g)的燃烧△H分别等于a kJ/mol、b kJ/mol和c kJ/mol,写出CO与H2反应生成CH4和CO2的热化学方程式:__________________ 。
(3)甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂,含有AgCl会影响Ag催化剂的活性,用氨水可以溶解除去其中的AgCl,写出该反应的离子方程式:__________________ 。
(4)CuFe2O4可用电化学方法得到,其原理如图所示,则阳极的电极反应式为__________________ 。
I.对汽车加装尾气净化装置,可使CO、NOx有毒气体相互反应转化为无毒气体。
2xCO+2NOx==2xCO2+N2
当转移电子物质的量为0.8xmol时,该反应生成
II.一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物,可以用来合成很多有机物如甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等,还可以作燃料。
(1)在压强为0.1 MPa条件下,将amol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
①该反应的平衡常数表达式为
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度 | B.将CH3OH(g)从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.再充入2 mol CO和6 mol H2 |
(2)一定条件下,CO与H2可合成甲烷,反应方程式为CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)
①一定条件下,该反应能够自发进行的原因是
②已知H2(g)、CO(g)、和CH4(g)的燃烧△H分别等于a kJ/mol、b kJ/mol和c kJ/mol,写出CO与H2反应生成CH4和CO2的热化学方程式:
(3)甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂,含有AgCl会影响Ag催化剂的活性,用氨水可以溶解除去其中的AgCl,写出该反应的离子方程式:
(4)CuFe2O4可用电化学方法得到,其原理如图所示,则阳极的电极反应式为
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(0.4)
【推荐3】(1)某温度时,在2 L容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为:_______________ .
(2)反应开始至2 min,Z的平均反应速率为____________ 。
(3)不同时间测得以下反应速率:
①v(X)=0.075 mol· L-1·min-1
②v(Y)=0.001 mol· L-1·s-1
③v(Z)=0.06 mol·L-1·min-1
速率由大到小关系正确为______ 。
A.①>③>② B.③>①>② C.②>③>①
(2)反应开始至2 min,Z的平均反应速率为
(3)不同时间测得以下反应速率:
①v(X)=0.075 mol· L-1·min-1
②v(Y)=0.001 mol· L-1·s-1
③v(Z)=0.06 mol·L-1·min-1
速率由大到小关系正确为
A.①>③>② B.③>①>② C.②>③>①
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(0.4)
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【推荐1】(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可表示为:Cd+2NiO(OH)十2H2O2 Ni(OH)2+ Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难于溶水但能溶于酸。正极的反应式是____________________ ,负极的反应式是_________________ 。
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图: 电池工作时,外电路上电流的方向应从电极___ (“填A或B”)流向用电器。内电路中,CO32-向电极_____ (“填A或B”)移动,电极A上CO参与的电极反应为______________________ 。
(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的电极是原电池的____ 极,该极的电极反应式是____________________ ,电池工作时的总反应的离子方程式是__________________ 。如果消耗甲烷160g,假设化学能完全转化为电能,则转移电子的数目为___________ (用NA表示),需要消耗标准状况下氧气的体积为_______ L。
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图: 电池工作时,外电路上电流的方向应从电极
(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的电极是原电池的
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【推荐2】二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:
请填空:
(1)在一定条件下,反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0。将1.0molCH4和2.0molH2O通入反应室1(假设容积为100L),10min末有0.1molCO生成,则10min内反应的平均速率V(H2)=________ 。该反应平衡常数的表达式:_____________ 。
(2)已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H="-1323" KJ/mol;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H="-484" KJ/mol;
CO的燃烧热:283KJ/mol。
在一定条件下,反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气态水,该热化学方程式为_______________ 。(本题涉及的条件均在同一条件下)
(3) 绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如右图所示,写出X电极的电极反应式_______________
(4)反应室3中在催化剂作用下发生如下反应:CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)。对此反应进行如下研究:
①在容积为1L的密闭容器中分别充入1molCO和2molH2,实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图1所示。
则:该正反应的△H___________ 0(填“<”、“>”或“=")。
②在容积均为1L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5min时甲醇的体积分数如图2所示。下列说法正确的是_______________
请填空:
(1)在一定条件下,反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0。将1.0molCH4和2.0molH2O通入反应室1(假设容积为100L),10min末有0.1molCO生成,则10min内反应的平均速率V(H2)=
(2)已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H="-1323" KJ/mol;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H="-484" KJ/mol;
CO的燃烧热:283KJ/mol。
在一定条件下,反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气态水,该热化学方程式为
(3) 绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如右图所示,写出X电极的电极反应式
(4)反应室3中在催化剂作用下发生如下反应:CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)。对此反应进行如下研究:
①在容积为1L的密闭容器中分别充入1molCO和2molH2,实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图1所示。
则:该正反应的△H
②在容积均为1L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5min时甲醇的体积分数如图2所示。下列说法正确的是
A.a、b、c三容器5min时的正反应速率大小为:b>a>c |
B.达到平衡时,a、b、c三容器中CO转化率为a>b>c |
C.5min时,a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。 |
D.将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压 |
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(0.4)
【推荐3】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.下图是用甲醇燃料电池电解饱和食盐水的装置示意图。已知甲池的总反应式为: 2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O
请回答下列问题
(1)甲池是________ 装置,通入CH3OH的电极名称是______ (填“正极”或“负极”); 通入O2的电极上发生: ____________________
(2)乙池中A是________ 极(填“阴”或“阳”);用湿润的淀粉碘化钾试纸来检验B电极 上产生的_________________ 。
(3)乙池中反应的总反应的化学方程式为_____________________ ;
(4)若将乙池中的NaCl溶液换成AgNO3溶液,B电极上发生的电极反应:_____________ ;
(5)若将乙池中B电极换成铜电极,B电极上发生的电极反应:_____________ ;
(6)若反应结束后乙池中A(石墨)电极上共收集到气体0.050mol,则甲池中理论上消耗O2_____ mL(标准状况下)。
请回答下列问题
(1)甲池是
(2)乙池中A是
(3)乙池中反应的总反应的化学方程式为
(4)若将乙池中的NaCl溶液换成AgNO3溶液,B电极上发生的电极反应:
(5)若将乙池中B电极换成铜电极,B电极上发生的电极反应:
(6)若反应结束后乙池中A(石墨)电极上共收集到气体0.050mol,则甲池中理论上消耗O2
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(0.4)
【推荐1】尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物.
(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为_________ .
(2)当氨碳比=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图1所示.
①A点的逆反应速率与B点的正反应速率的关系:v逆(CO2)_________ v正(CO2)(填“大于”“小于”或“等于”).②NH3的平衡转化率为_________ .
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图2所示.
①电源的负极为_________ (填“A”或“B”).
②阳极室中发生的反应依次为_________ 、_________ .
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将_________ (填“变大”,“变小”或“不变”);若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为_________ g(忽略气体的溶解).
(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为
(2)当氨碳比=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图1所示.
①A点的逆反应速率与B点的正反应速率的关系:v逆(CO2)
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图2所示.
①电源的负极为
②阳极室中发生的反应依次为
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将
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(0.4)
【推荐2】开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+ 3H2(g)
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则,Pl_________ P2;A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小顺序为__________ 。(填“<”、“>”“=”)
②100℃时,将1 mol CH4和2mol H2O通入容积为100 L的反应室,反应达平衡的标志是:_________ 。
a.容器内气体密度恒定
b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
c.容器的压强恒定
d.3v正(CH4)= v逆(H2)
如果达到平衡时CH4的转化率为50%,则100℃时该反应的平衡常数K =_________ 。
(2)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,负极的电极反应式为_______________ 。用该原电池做电源,常温下,用惰性电极电解200 mL饱和食盐水(足量),消耗的标准状况下的CO 224 mL,则溶液的pH=___________ 。(不考虑溶液体积的变化)
(3)已知2X2(g)+Y2(g) 2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2mol X2和1mol Y2 在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为W mol·L-1,放出热量b kJ。若原来容器中只加入2mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度_________ Wmol·L—1(填“>”、“<”或“=”),a、b、c之间满足关系___________ (用代数式表示)。
(1)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+ 3H2(g)
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则,Pl
②100℃时,将1 mol CH4和2mol H2O通入容积为100 L的反应室,反应达平衡的标志是:
a.容器内气体密度恒定
b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
c.容器的压强恒定
d.3v正(CH4)= v逆(H2)
如果达到平衡时CH4的转化率为50%,则100℃时该反应的平衡常数K =
(2)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,负极的电极反应式为
(3)已知2X2(g)+Y2(g) 2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2mol X2和1mol Y2 在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为W mol·L-1,放出热量b kJ。若原来容器中只加入2mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度
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(0.4)
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【推荐3】硫单质及其化合物在化工生成等领域应用广泛。
(1)工业尾气中的SO2一直是环境污染的主要原因之一,工业上常采用如下方法降低尾气中的含硫量:
①方法1:燃煤中加入生石灰,将SO2转化为CaSO3,再氧化为CaSO4
已知:a. CaO(s)+CO2(g) =CaCO3(s) ΔH=-178.3kJ·mol-1
b.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-2762.2kJ·mol-1
c.2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH=-2314.8kJ·mol-1
写出CaO(s)与SO2(g)反应生成CaSO3(s)的热化学方程式:____________________________ 。
②方法2:用氢氧化钠溶液将SO2转化为NaHSO3,再氧化为 Na2SO4。实验测得NaHSO3溶液中= 1500,则溶液的pH为______________ (已知:H2SO3的Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7)。
(2)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(0=C=S),该物质可转化为H2S,反应为COS(g) +H2(g)H2S (g)+CO(g) ΔH>0。
①恒温恒容条件下,密闭容器中发生上述反应,下列事实不能说明反应达到平衡状态的是__________ (填字母)。
a.COS的浓度保持不变 b.化学平衡常数不再改变
c.混合气体的密度不再改变 d.形成2molH-S键的同时形成1mol H-H键
②T1℃时,在恒容的密闭容器中,将一定量的CO和H2S混合加热并达到下列平衡:H2S(g)+ CO(g) COS(g)+H2(g),K=0.25,则该温度下反应COS(g)+H2(g)H2S(g)+ CO(g)的平衡常数K=__________ 。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入1mol COS(g)和1molH2(g),达到平衡时COS的转化率为______________________ 。
(3)过二硫酸(H2S2O8)是一种强氧化性酸,其结构式为
。
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,1mol S2O82-能氧化的Mn2+的物质的量为_________ mol。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵。则阳极的电极反应式为______________________ 。
(1)工业尾气中的SO2一直是环境污染的主要原因之一,工业上常采用如下方法降低尾气中的含硫量:
①方法1:燃煤中加入生石灰,将SO2转化为CaSO3,再氧化为CaSO4
已知:a. CaO(s)+CO2(g) =CaCO3(s) ΔH=-178.3kJ·mol-1
b.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-2762.2kJ·mol-1
c.2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH=-2314.8kJ·mol-1
写出CaO(s)与SO2(g)反应生成CaSO3(s)的热化学方程式:
②方法2:用氢氧化钠溶液将SO2转化为NaHSO3,再氧化为 Na2SO4。实验测得NaHSO3溶液中= 1500,则溶液的pH为
(2)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(0=C=S),该物质可转化为H2S,反应为COS(g) +H2(g)H2S (g)+CO(g) ΔH>0。
①恒温恒容条件下,密闭容器中发生上述反应,下列事实不能说明反应达到平衡状态的是
a.COS的浓度保持不变 b.化学平衡常数不再改变
c.混合气体的密度不再改变 d.形成2molH-S键的同时形成1mol H-H键
②T1℃时,在恒容的密闭容器中,将一定量的CO和H2S混合加热并达到下列平衡:H2S(g)+ CO(g) COS(g)+H2(g),K=0.25,则该温度下反应COS(g)+H2(g)H2S(g)+ CO(g)的平衡常数K=
(3)过二硫酸(H2S2O8)是一种强氧化性酸,其结构式为
。
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,1mol S2O82-能氧化的Mn2+的物质的量为
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵。则阳极的电极反应式为
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