题目内容
【题目】NO能否与Na2O2反应?如果能反应,产物是什么?某兴趣小组对此进行探究。
【查阅资料】① NO不与碱反应;②亚硝酸盐除浅黄色的AgNO2难溶于水外,其余易溶于水;③2NaNO32NaNO2 + O2↑,NaNO2热稳定性很高。
【实验探究1】 兴趣小组的同学经讨论设计了如下图所示实验:
(l)仪器a的名称是_______;干燥管D的作用是_______;
(2)从分液漏斗中加稀硝酸之前,先加入少量稀硫酸让A中锌粉完全溶解,其目的是_______;
(3)若无B装置,后果是_______;
(4)实验观察到C中固体颜色变白,E中气体先变红棕色,最终又变无色。E中总反应的化学方程式是_______;
【实验探究II】 该兴趣小组进一步探究一中生成的白色固体的成分。
(5)提出假设:假设1.白色固体只有NaNO2;假设2.白色固体只有_____;假设3.白色固体是NaNO2和NaNO3 两种物质的混合物。
(6)实验验证:
① 要证明假设2是否成立,实验操作、现象和结论是______________。
② 为证明是假设l还是假设3成立,称取C中生成的白色固体ag置于坩埚中(坩埚质量为cg),用酒精灯加热至质量不再改变,冷却后称得坩埚和剩余固体总质量为bg,假设3成立时b~c的数字范围是__________。(用含a的不等式表示)
【答案】 锥形瓶 防止E中的水蒸气进入C管 产生H2来排出装置中的空气 A中挥发出的水蒸气和硝酸蒸气会进入C管于Na2O2反应,干扰实验 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 NaNO3 取C管中的固体少量于试管中溶于水,加入AgNO3溶液,若没有浅黄色沉淀,则假设2成立;若有沉淀则假设2不成立
【解析】(1)据图像a是锥形瓶;过氧化钠易与水反应,干燥管D的作用是防止E中的水蒸气进入C管。(2)NO在空气中不能存在,遇氧气会被氧化生成二氧化氮,故先加入稀硫酸产生H2来排出装置中的空气。(3)A中的硝酸易挥发,水蒸气和硝酸与过氧化钠反应,B中的碱石灰可以吸收硝酸和水。因此若无B装置,后果是A中挥发出的水蒸气和硝酸蒸气会进入C管于Na2O2反应,干扰实验;(4)C中固体颜色变白,说明过氧化钠发生了反应,E中气体先变红棕色,最终又变无色是NO到二氧化氮又生成NO的过程,总反应:4NO+3O2+2H2O=4HNO3。(5)NO可能被氧化成亚硝酸钠或硝酸钠,故假设2是白色固体只有NaNO3。(6)①据硝酸根与亚硝酸根的区别,可以用硝酸银,取C管中的固体少量于试管中溶于水,加入AgNO3溶液,若没有浅黄色沉淀,则假设2成立;若有沉淀则假设2不成立;②若全是亚硝酸钠,则b-c=a;若全是硝酸钠,据硝酸钠分解反应2NaNO3=2NaNO2 + O2,b-c= ;故<b-c<a。
【题目】甲醇是一种重要化工原料,又是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。
(1)已知:CH3OH(g) ===HCHO(g)+H2(g) ΔH=+84 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g) ===2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol-1
工业上常以甲醇为原料制取甲醛,请写出CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式:__________________________。
(2)工业上可用如下方法合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 | C—C | C—H | H—H | C—O | C≡O | O—H |
键能/ kJ·mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | x | 463 |
请回答下列问题:
①该反应的ΔS____(填“>”或“<”)0。右图中曲线a到曲线b的措施是_____________________________。
②已知CO中的C与O之间为三键,其键能为x kJ·mol-1,则x=____。
(3)由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电。
①该电池负极的电极反应式为__________________。
②若以该电池为电源,用石墨作电极电解200 mL含有如下离子的溶液。
离子 | Cu2+ | H+ | Cl | SO42 - |
c/mol·L-1 | 0.5 | 2 | 2 | 0.5 |
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件下)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的质量为____。
(4)电解水蒸气和CO2产生合成气(H2+CO)。较高温度下(700~1 000 ℃),在SOEC两侧电极上施加一定的直流电压,H2O和CO2在氢电极发生还原反应产生O2,O2穿过致密的固体氧化物电解质层到达氧电极,在氧电极发生氧化反应得到纯O2。由上图可知A为直流电源的____(填“正极”或“负极”),请写出以H2O为原料生成H2的电极反应式:_______。