题目内容
【题目】(1)锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围有碳粉,二氧化锰,氯化锌和氯化铵等组成的填充物,该电池在放电过程产生MnOOH(难溶于水),回收处理该废电池可以得到多种化工原料,有关数据下图所示:
溶解度/(g/100g水)
温度/℃ 化合物 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
NH4Cl | 29.3 | 37.2 | 45.8 | 55.3 | 65.6 | 77.3 |
ZnCl2 | 343 | 395 | 452 | 488 | 541 | 614 |
化合物 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-17 | 10-17 | 10-39 |
回答下列问题:
①普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH。该电池中,负极材料主要是________,正极发生的主要反应式是 。
加碱调节溶液pH,使溶液中氢氧根离子浓度达到 mol/L,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L时,即可认为该离子沉淀完全)。继续加碱调节pH为 ,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1mol/L)。
(2)在分析化学中常用Na2C2O4晶体(溶液无色)作为基准物质测定KMnO4溶液的浓度。在H2SO4溶液中,反应如下:2MnO+5C2O+16H+2Mn2+(溶液无色)+10CO2↑+8H2O。
①若将W g Na2C2O4配成100 mL标准溶液,移取20.00 mL置于锥形瓶中,则酸性KMnO4溶液应装在__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。本次滴定 选择指示剂(填“需要”、“不需要”)。判断滴定达终点的现象是____ ___。
②若滴定管起始读数和终点读数如图所示,则酸性KMnO4的物质的量浓度为_ (填表达式)。
③若滴定完毕立即读数,测定的KMnO4溶液的浓度___(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
【答案】(1)①Zn;MnO2+e-+NH4+=MnOOH+NH3↑ ②5×10-12;6 ①酸式;不需要 滴入一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为紫色,且半分钟内不褪色 ②
mol/L ③偏低
【解析】
试题分析:(1)①酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,锌是活泼的金属,锌是负极。中间是碳棒,碳棒是正极,其中二氧化锰得到电子转化为MnOOH,根据总反应式可知正极电极反应式为MnO2+e-+NH4+=MnOOH+NH3↑。
②双氧水具有强氧化性,能把铁氧化为铁离子,因此加入稀硫酸和双氧水,溶解后铁变为硫酸铁。根据氢氧化铁的溶度积常数可知,当铁离子完全沉淀时溶液中铁离子浓度为10—5mol/L,则溶液中氢氧根的浓度=。Zn2+浓度为0.1mol/L,根据氢氧化锌的溶度积常数可知开始沉淀时的氢氧根浓度为=
=10—8mol/L,氢离子浓度是10—6mol/L,pH=6,即继续加碱调节pH为6时锌开始沉淀。
(2)①由于KMnO4具有强氧化性,可腐蚀乳胶管,故KMnO4应装入酸式滴定管中。由于酸性高锰酸钾显紫色,因此不需要指示剂。当达到终点时,再滴入一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为紫色,且半分钟内不褪色,说明反应达到滴定终点。
②由示意图可知V(KMnO4)=20.70 mL-0.70 mL=20.00 mL,设KMnO4的物质的量浓度为x,则:
2MnO4- ~ ~ ~ 5C2O42-
2 5
20.00×10-3 L·x
解答x==
mol/L。
③溶液变色因局部过量而实际未达终点,立即读数会造成V(KMnO4)减小,所以结果偏低。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1〈0
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3〉0
回答下列问题:
(1)反应①的化学平衡常数K的表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。
(2)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。a(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是 。图2中的压强由大到小为_____,其判断理由是_____。
(3)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)
在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 |
x(HI) | 1 | 0.91 | 0.85 | 0.815 | 0.795 | 0. 784 |
x(HI) | 0 | 0.60 | 0.73 | 0.773 | 0.780 | 0.784 |
上述反应中,正反应速率为v正= k正·x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2),其中k正、k逆为速率常数, 其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示)。若k正 = 0.0027min-1,在t=40min时,v正=__________。
【题目】(15分)按要求回答下列有关问题。
(1)据报道,科学家新研发出一种常温下催化合成NH3的方法:2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)
已知如下信息:
①化合物的生成热可以表示其相对能量。化学上,规定标准状况下稳定单质的生成热为0。几种物质的生成热:NH3(g)为mkJ·mol-1,H2O(l)为nkJ·mol-1。
反应的△H=产物的生成热之和---反应物的生成热之和
②几种化学键的键能数据如下:
上述反应中,△H=_______kJ·mol-1,H-N键的键能为_______kJ·mol-1。
(2)二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应:
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),△H= -42kJ·mol-1,在1L恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g),所得实验数据如下:
实验编号 | 温度 | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |
N(SO2) | N(NO2) | N(NO) | ||
甲 | T1 | 0.80 | 0.20 | 0.18 |
乙 | T2 | 0.20 | 0.80 | 0.16 |
丙 | T3 | 0.20 | 0.30 | a |
①实验甲中,若2min时测得放出的热量是4.2kJ,则0~2min时间内,用SO2(g)表示的平均反应速率v(SO2)=_____________________;
②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为____________;
③由表中数据可推知,Tl______T2(填“>”“<’’或“=”);
(3)对反应N2O4(g)2NO2(g) △H>0 在温度为Tl、T2时平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是__________。
a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
c.由状态A到状态B,可以用加热的方法
d.A、C两点的化学平衡常数:A=C
(4)工业上,采用石墨、铁棒作为电极,电解除去废水中的CN-(N为-3价,下同)
①铁电极应连接直流电源的____________(填写电极名称)。
②上述反应方程式配平后“□”内应填写________;
③阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑和_______________;