题目内容
【题目】将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、变废为宝已成为当务之急。
(1)根据键能数据估算CH4+4F2=CF4+4HF的反应热ΔH= 。
化学键 | C—H | C—F | H—F | F—F |
键能/(kJ·mol-1) | 414 | 489 | 565 | 155 |
(2)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,均可利用CO和H2反应合成。
①某燃料电池以二甲醚为原料,熔融碳酸盐为电解质,其负极反应如下:
CH3OCH3+6CO-12e-=8CO2+3H2O。写出该燃料电池的正极反应式: 。
②废水中含甲醇对水质会造成污染,Co3+可将甲醇氧化为CO2。某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO4混合液模拟工业除污原理,其阳极反应式为 。
(3)某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气。
①电解池中电极A、B均为惰性电极,其中A为电解池的 极;电极B所得到的物质X的分子式为 。
②反应池中发生的离子反应方程式为 。
【答案】(1)–1940 kJ·mol-1
(2)①2CO2+O2+4e-=2CO (或将各计量数扩大3倍)②Co2+-e-=Co3+
(3)①阳 H2②H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+
【解析】
试题分析:(1)根据键能数据,焓变等于反应物的总键能-生成物的总键能,CH4+4F2=CF4+4HF的反应热ΔH=414×4+155×2-489×4-565×4=–1940 kJ·mol-1;(2)①原电池正极发生还原反应,某燃料电池以二甲醚为原料,熔融碳酸盐为电解质正反应为 ,其负极反应CH3OCH3+6CO
-12e-=8CO2+3H2O。该燃料电池的正极反应式=总反应-负极反应,正极反应式CO2+O2+4e-=2CO
;②阳极发生氧化反应,阳极反应式为Co2+-e-=Co3+;(3)根据图示,A极有Fe3+生成,A是阳极,B是阴极发生还原反应,
,B所得到的 物质X的分子式为H2;②根据图示反应池中发生的离子反应方程式为H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+。
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【题目】苯甲酸是一种重要的化工原料。实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如下:
名称 | 性状 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度(g/mL) | 水溶性 |
甲苯 | 无色易挥发液体 | -95 | 110.6 | 0.8669 | 不溶 |
苯甲酸 | 白色晶体 | 112.4 | 248 | 1.2659 | 微溶 |
苯甲酸在水中的溶解度表:
温度/℃ | 25 | 50 | 95 |
溶解度/g | 0.344 | 0.849 | 6.8 |
某学习小组在实验室制备、分离、提纯苯甲酸,并测定所得样品的纯度,步骤如下:
一、制备苯甲酸
在三颈瓶中加入2.7mL甲苯、100mL水和2~3片碎瓷片,开动电动搅拌器,a中通入流动水,在石棉网上加热至沸腾,然后分批加入8.5g KMnO4(过量),继续搅拌约4~5 h,直至反应完全,停止加热和搅拌,静置。
二、分离提纯
将反应混合液放在冰水浴中冷却,然后用稀硫酸酸化,苯甲酸全部析出后减压过滤,将沉淀物用少量冷水洗涤,干燥,得到粗产品。
三、测定纯度
称取m g产品,配成100mL乙醇溶液,移取25.00mL溶液于锥形瓶,滴加2~3指示剂,然后用标准浓度KOH溶液滴定。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是____________,其作用为_________________________。
(3)分离提纯阶段产品减压过滤时用冷水洗涤的原因是______________________________。
(4)进一步提纯苯甲酸粗产品的操作是_____________。
(5)测定纯度阶段,所选的指示剂为_________,滴定终点的现象是________________。若m=1.200 g,滴定时用去0.1200 mol/L标准KOH溶液20.00 mL,则所得产品中苯甲酸的纯度(质量分数)为_________。