(1)有人研究证明:使用氯气作自来水消毒剂,氯气会与水中有机物反应,生成如CHCl3等物质,这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是 (填序号)。
A.明矾 | B.二氧化氯 | C.臭氧 | D.高铁酸钠( Na2FeO4) |
(2)高铁(VI)酸盐是新一代水处理剂。其制备方法有:次氯酸盐氧化法(湿法)和高温过氧化物氧化法(干法)等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁(III)盐,写出该法的离子方程式: 。
(3)用高铁(VI)酸盐设计的高铁(VI)电池是一种新型可充电电池,电解质溶液为KOH溶液,放电时的总反应:3Zn+2K2FeO4+8H2O→3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
①写出正极发生的电极反应式: 。
②用高铁(VI)电池作电源,以Fe作阳极,以Cu作阴极,对足量KOH溶液进行电解,当有0.1molK2FeO4反应时,在电解池中生成H2 L(标准状况),同时生成Fe(OH)3= mol。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据:
|
含锌废水水质 |
经处理后的水国家环保标准值 |
Zn2+浓度/(mg·L-1) |
≤800 |
≤3.9 |
pH |
1~5 |
6~9 |
经处理后的废水pH=8,此时废水中Zn2+的浓度为 mg/L(常温下,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×1017), (填“符合”或“不符合”)国家环保标准。
用下图所示的装置进行电解,通电一会儿,发现湿润的淀粉-KI试纸的C端变蓝色,则
(1)E为 极,A中Pt电极上得电极反应方程式为 ____
C中发生反应的化学方程式为_ ____
(2)在B中出现的现象是____ _, , 。
(3)室温下,若从电解开始到时间t s,A、B装置中共收集到气体0.168L(标准状况下).若电解过程 中无其他副反应发生,经测定电解后A中溶液体积恰好为1000mL,则A溶液中pH为 .
(10分)甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质,A、B、C为常见的化合物,A和B都极易溶于水,用玻璃棒分别蘸取A和B的浓溶液后,相互靠近会看到白烟。各物质之间存在如下图所示的转化关系:
请回答下列问题:
(1)丙与A反应生成乙和C的化学反应方程式为——————
(2)向0.1 mol/L的C溶液中通入A至显中性,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为:__________.
(3)常温下取M的饱和溶液与AgI的饱和溶液等体积混合,再加入足量的AgNO3浓溶液发生反应,则生成沉淀的物质的量较多的是________。(填化学式)
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制取甲的装置示意图如右图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,a、b极均为惰性电极)。
电解时,b极的电极反应是_______。若在a极产生112mL气体(标准状况),则消耗尿素的质量为______g。
(1)在一定温度下,向1L体积固定的密闭容器中加入1molA(g),发生反应2A(g)B(g)+C(g),B的物质的量随时间的变化如图所示。0—2min内的平均反应速率v(A)= . 相同温度下,若开始加入A(g)的物质的量是原来的2倍,则平衡时 是原来的2倍。
a.平衡常数 b.A的平衡浓度 c.达到平衡的时间
d.平衡时B的体积分数 e.平衡时混合气体的密度
f .平衡时混合气体的平均摩尔质量
(2)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的 ,产生H2的速率
将增大。
a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3 e. CH3COOH f.FeSO4
(3)用惰性电极电解Cu(NO3)2溶液一段时间后,加入a mol 的Cu(OH)2可使溶液恢复原状,则电解过程中转移的电子数目为_____________
(4)氯化铁溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂,得 到含有Cu2+等的废液,有人提出可以利用如右图的装置从得到的废液中提炼金属铜。该过程中甲池负极的电极反应式是 ,若乙池中装入废液500mL,当阴极增重3.2g时,停止通电,此时阳极产生气体的体积(标准状况)为 (假设气体全部逸出)。
Ⅰ.(8分)利用下图装置作电解50mL 0.5 mol·L-1的CuCl2溶液实验。
实验记录:
A.阳极上有黄绿色气体产生,该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色(提示:Cl2氧化性大于IO3-);
B.电解一段时间以后,阴极表面除有铜吸附外,还出现了少量气泡和浅蓝色固体。
(1)分析实验记录A中试纸颜色变化,用离子方程式解释:① ;
② 。
(2)分析实验记录B中浅蓝色固体可能是 (写化学式),
试分析生成该物质的原因 。
Ⅱ.(10分)A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增,A+核外无电子,B元素的一种单质是自然界中最硬的物质,C、D、E的简单离子具有相同的核外电子排布,舍勒是D元素单质的发现者之一,戴维最早制得了E元素的单质,F元素的单质历史上曾作为流通货币,A、C、D、F四种元素形成的化合物W可用于制镜工业。
(1)D、E两元素通常可形成两种离子化合物,其中一种化合物X可用做供氧剂,X与A2D反应会产生大量气体,该气体能使带火星的木条复燃。请写出X与A2D反应的化学方程式 。
(2)A、B、D、E四种元素形成的某化合物,摩尔质量为68 g·mol-1,请用离子方程式解释其水溶液呈碱性的原因 。
(3)B、C的氧化物是汽车尾气中的主要有害物质,通过钯碳催化剂,两者能反应生成无毒物质,请写出该反应的化学方程式 。
(4)W的水溶液久置会析出一种沉淀物Z,Z由C、F两元素形成且两元素原子个数比为1:3,Z极易爆炸分解生成两种单质。请写出Z分解的化学方程式 。请从化学反应原理的角度解释Z能发生分解反应的原因 。
高锰酸钾是强氧化剂,它的用途遍布各个行业。
(1)工业上由软锰矿(主要成分为MnO2)生产髙锰酸钾分为两个步骤:
①步骤一将软锰矿与过量的固体KOH和空气在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4),该反应的化学方程式是 。
②步骤二以石墨为阳极,铁为阴极,电解锰酸钾(K2MnO4)溶液,在 (填“阴极区”或“阳极区”)得到高锰酸钾。阴极反应的电极反应式是 。
(2)某研究小组用工业生产高锰酸钾产生的废渣——锰泥(含K2MnO4、MnO2及Pb、Ca等元素)和乳钢废酸液制取工业级碳酸锰(MnCO3),其流程如下:
③轧钢废酸中Fe2+的作用是 。
④操作I、操作Ⅱ、操作Ⅲ的名称是 。
⑤溶液C中除含有Ca2+、Mn2+、H+外,还含有的阳离子是 。
⑥若固体C中不含CaCO3,则溶液C中< (已知:Ksp(MnCO3)=1×10-11,Ksp(CaCO3)=5×10-9)。
铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各 种性能的不锈钢,CrO3 大量地用于电镀工业中。
(1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜电 极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。
图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
(2)最近赣州酒驾检查特别严,利用 CrO3具有强氧化性,有机物(如酒精)遇到 CrO3时,猛烈反应,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3],另该过程中乙醇被氧化成乙酸, 从而增强导电性,根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
(3)虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀,但 生产成本高,生活中很多情况下还是直接使用钢铁,但易腐蚀, 利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒,为 减缓铁的腐蚀,开关 K 应置于________处。若 X 为锌,开关K 置于________处。
(4)CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水,这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含+6 价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入 适量的 NaCl 进行电解:阳极区生成的 Fe2+和 Cr2O72-发生反应,生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极 区与OH-结合生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)3 = 3.0×10-31, KspCr(OH)3 = 6.0×10-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10-6 mol·L1,则溶液中c(Cr3+)为______________mol·L-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,CO2的转化率随时间的变化关系如图所示.
①A点的逆反应速率v逆(CO2) 点的正反应
速率为v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)
②NH3的平衡转化率为 。
(3)人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图
①电源的负极为 (填“A”或“B”).
②阳极室中发生的化学反应用方程式表示,依次为 、 。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将 ;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).
工业废水随意排放会造成严重污染,根据成分不同可采用不同的处理方法。
(1)电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2。
①请用离子方程式说明上述除杂的原理______________________。
②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中,能够产生沉淀的是_________(填序号)
A.Ba(NO3)2 B.BaCl2
C.Ba(OH)2 D.溶有NH3的BaCl2溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,则生成CuCl的离子方程式是___________。
(2)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,在废水中加入适量NaCl,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在如下反应Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+ 以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是______(填序号)
A.阳极反应为Fe-2e-═Fe2+
B.电解过程中溶液pH减小
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12 mol电子,最多有2mol Cr2O72-被还原
(3)废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。右图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中,a电极作_________极(填“正”“负”“阴”或“阳”),其电极反应式为___________。
I.炒过菜的铁锅未及时洗净,不久便会因腐蚀而出现红色锈斑。请回答:
写出铁锅腐蚀时正极的电极反应式: 。
II.氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示:
(1)溶液A的溶质是 ;
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是 ;
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用平衡移动移动原理解释盐酸的作用: 。
Ⅲ.(1)按右图电解氯化钠的稀溶液可制得漂白液,写出该电解池中发生反应的总反应方程式: ;
(2)将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中,观察到的(3)现象是 。
如图所示的电解装置中,乙池盛有200mL饱和CuSO4溶液,丙池盛有200mL饱和NaCl溶液.通电一段时间后,C极增重0.64g,则:
(1)P是电源的_________极。甲池中,A极的质量_________g。电解一段时间,甲池溶液的pH为_________。(2)D极的电极反应式为 ,丙池电解反应的总离子方程式为 。
相同状况下,D电极与E电极产生的气体体积比为_______________。
(3)若乙池溶液通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1mol的Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的数目为__________________。(用NA表示)
NH4NO3主要用作肥料、军用炸药、冷冻剂、制造笑气等。
(1)铵态氮肥NH4NO3________(填“能”或“不能”)与草木灰混合施用,用盐类水解的知识简述原因__________。
(2)NH4NO3受热分解温度不同,分解产物也不同。在185~200°C时,NH4NO3分解生成笑气(N2O)和水,分解生成的氧化产物与还原产物的质量比为__________。超过400°C,NH4NO3剧烈分解生成N2、NO2和H2O,并发生爆炸,若32g NH4NO3爆炸放出12.3 kJ的热量,则NH4NO3分解爆炸的热化学方程式为______________。
(3)电解NO制备 NH4NO3,其工作原理如图所示,阴极反应式为___________________;电解反应的总方程式为___________________;为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是__________。
电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与右图中电解池相连,其中,a为电解液,X和Y是两块电极板,则:
(1)若X、Y依次为铜和铁,a仍为CuSO4溶液,且反应过程中未生成Fe3+,则Y极的电极反应式为
(2)若用此装置电解精炼铜, 做阳极,电解液CuSO4的浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)PbO2可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为 ;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为 。
(4)如图:A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序为 (填字母序号)。
(18分)(1)某催化剂可将汽车尾气中的CO、NO转化为无毒气体。已知:
②可以利用反应:(n可以为零)将NO2变成无害N2,若要求X必须为无污染的物质,则G可以是_________(填写字母)。
a.NH3 b.CO2 c.SO2 d.CH3CH2OH
当反应中转移1.2mol电子时,消耗NO2____________L(标准状况)。
③用NaOH溶液吸收工业尾气中的SO2最终制得石膏(CaSO4.2H2O)。为节约资源减少排放实现物质的循环利用,生产过程中还需要加入的固体物质是____________(填化学式)。
(2)工业上通过电解含NH4F的无水熔融物生产NF3气体,其电解原理如图所示。则a极为___________极,该极的电极反应式________________________________________
(3)用电镀法在铁板表面镀锌或锡可防腐,这种防止金属腐蚀的方法从原理上属于_______法。
碳及其化合物应用广泛。
I 工业上利用CO和水蒸汽反应制氢气,存在以下平衡:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H>0
(1)向1L恒容密闭容器中注入CO(g)和H2O(g),830℃时测得部分数据如下表。则该温度下反应的平衡常数K=______________。
(2)相同条件下,向1L恒容密闭容器中,同时注入2mol CO、2mol H2O(g),1molCO2和1mo1H2,此时v(正 ) __________v(逆)(填“>”“=”或“<”)
(3)上述反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可采取的措施是_______(填字母代号)。
A.升高温度 |
B.加入催化剂 |
C.增大压强 |
D.增加CO的浓度 |
E.及时分离出CO2
II 已知CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) △H=一141 kJ·mol-1
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) △H=一484 kJ·mol-1
CH3OH(1)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=一726 kJ·mol-1
(4)用CO(g)、H2(g)化合制得液态甲醇的热化学方程式为___________________________。
III某同学设计了一个甲醇燃料电池,并用该电池电解100mL一定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图:
(5)写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式__________________________________ 。
(6)理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),写出在t1后,石墨电极上的电极反应式____________,原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度____________mol/L。(假设溶液体积不变)
(7)将在t2时所得的溶液稀释至200mL,该溶液的pH约为___________。