题目内容
(13分)Ⅰ.一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。
(1)利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) 该反应的ΔH ▲ 0 (选填“>”或“=”或“<”)。
(2)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+ 172.5 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式 ▲ 。
(3)下图中左图是一碳酸盐燃料电池,它以CO为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,右图是粗铜精炼的装置图,现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题:
①写出A极发生的电极反应式 ▲ 。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与 ▲ 极 (填:“C”或“D”)相连。
③当消耗2.24 L(标况下)CO时,粗铜电极理论上减少铜的质量 ▲ (填:“大于”、“等于” 或“小于”)6.4克。
Ⅱ.(1)已知Na2CrO4溶液酸化时发生的反应为:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,若1L酸化后所得溶液中铬元素的总物质的量为0.55 mol,CrO42-有10/11转化为Cr2O72-。又知:常温时该反应的平衡常数K=1014。上述酸化后所得溶液的pH= ▲ 。
(2)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放。含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法。
①沉淀法:加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+。加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于 ▲ mol·L-1,然后再进行后续处理方能达到国家排放标准。
②还原法:CrO42-Cr3+Cr(OH)3。用该方法处理10 m3 CrO42-的物质的量浓度为1.0×10—3 mol·L-1的废水,至少需要绿矾(FeSO4·7H2O,相对分子质量为278) ▲ Kg(保留两位小数)。
(13分)Ⅰ.(1)<(1分)
(2)2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=-270 kJ·mol-1(2分)
(3)①CO -2e- + CO3 2―=2CO2 (2分) ② D(1分) ③ 小于(1分)
Ⅱ.(1) 6 (2分)
(3)2.4×10-4 (2分) 8.34(2分)
解析:
(13分)X、Y、Z、W为常见含有相同电子数的离子或分子,其中X微粒含有5个原子核,这些微粒与一氧化氮间有如下转化关系(图中部分反应物、产物及反应条件已略去)。
(1)Z →NO反应的化学方程式是:
液态 Z的电离与水的电离相似,电离生成电子数相同的两种微粒,写出液态Z的电离方程式 。
(2)实验室中检验Z的化学试剂及现象是:
| 化学试剂 | 现象 |
方法一 |
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方法二 |
|
|
(3)由构成X、Y的三种元素所组成的一种离子化合物,且三种元素原子数之比为2︰4︰3,该离子化合物是 (填写化学式),其0.1mol/L的该溶液显酸性,则该溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(4)一定条件下,Z与一氧化氮或二氧化氮反应均可生成两种很稳定的产物。若有二氧化氮与Z的混合气体20mL在该条件下反应,实际参加反应的二氧化氮比Z少2 mL,则原混合气两者的体积比是:
(13分)过氧化钠(化学式为NaNa2O2)可用在呼吸面具中作为氧气来源。Na2O2能跟CO2反应生成O2和另一种固体化合物(用X表示);它也能跟H2O反应生成O2,化学方程式为:2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑。以下是某兴趣小组进行的探究活动。
(1)利用如下图所示实验装置制取氧气,请回答有关问题。
①实验室制取CO2的化学方程式为 。
②表明CO2未被Na2O2完全吸收的实验现象为 。
③O2可采用D装置收集,并用带火星的木条检验,这是利用了O2的 性质。
④若A装置产生的CO2中混有水蒸气,要检验干燥的CO2能否与Na2O2反应生成O2,以上实验装置应如何改进
(2)为探究X是哪种物质及其有关性质,同学们进行了如下分析和实验。
①有同学猜想X可能是酸、碱或盐中的一种。通过对物质组成的分析,大家一致认为X肯定不是酸和碱,理由是 。
②同学们通过讨论和实验证明了X是Na2CO3。以下是他们设计的有关Na2CO3性质的探究实验,将下表填写完整。
实验操作 | 现 象 | 有关的化学方程式 |
实验一:取少量固体样品, | 澄清石灰水变浑浊 | Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O |
实验二:取少量固体样品, 加水配成溶液,滴加适量的 溶液 | 有白色沉淀产生 | |
(13分)在100℃时,将0.100 mol 的四氧化二氮气体充入 1 L 恒容真空的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据:
时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
c(N2O4)(mol/L) | 0.100 | c1 | 0.050 | c3 | c4 |
c(NO2)(mol/L) | 0.000 | 0.060 | c2 | 0.120 | 0.120 |
从表中分析:c1________c2;c3________c4(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在下图中画出并标明此反应中c(N2O4)和c(NO2)的浓度随时间变化的曲线。
(3)在上述条件下,从反应开始直至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为__ mol/(L·s)。
(4)反应达到平衡后,下列条件的改变可使NO2气体的浓度增大的是
A.增大容器的容积 B.再充入一定量的N2O4
C.分离出一定量的NO2 D.再充入一定量的He