题目内容
(16分)复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留,其主要成分H2O2。
(1)H2O2不稳定、易分解,Fe3+、Cu2+等对其分解起催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组同学分别设计了甲、乙两种实验装置。
若利用甲实验,可通过观察________现象,从而定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是________;若利用乙实验可进行定量分析,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中还需要测量的数据是________。
(2)在含有表面活性剂的酸性水溶液中,以碳为电极,通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢,过氧化氢在 (填“阴极”、“阳极”)产生。
以H2O2和硼氢化合物NaBH4(B的化合价为+3价)作原料的燃料电池,可用作通信卫星电源。其工作原理如图所示,写出a极上的电极反应式: ,正极材料采用MnO2,MnO2除了作电极材料之外还可能具有的作用为
(3)锗(Ge)与碳是同主族元素,最新研究表明有机锗具有明显的抗肿瘤活性,锗不与NaOH 溶液反应,但在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐,其化学方程式为 。
(1)产生气泡的快慢 (2分) 可以消除阴离子不同对实验的干扰 (2分) 产生40mL气体所需的时间(2分)
(2)阳极(2分) BH4- + 8OH- - 8e- = BO2- + 6H2O(3分) MnO2对电极反应可能具有催化作用(2分)
(3) Ge+2 H2O2+2NaOH=Na2GeO3+3H2O(3分)
解析试题分析:(1)比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,即为比较过氧化氢分解的反应速率的大小,若利用甲实验,可通过观察产生气泡的快慢现象,从而定性比较得出结论。将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是可以消除阴离子不同对实验的干扰;若利用乙实验可进行定量分析,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中还需要测量的数据是产生40mL气体所需的时间。(2)在含有表面活性剂的酸性水溶液中,以碳为电极,通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢,氢离子得电子发生还原反应,在阴极生成氢气,水失电子发生氧化反应,过氧化氢在阳极产生。以H2O2和硼氢化合物NaBH4(B的化合价为+3价)作原料的燃料电池,由题给装置图知,a极上的电极反应式:BH4- + 8OH- - 8e- = BO2- + 6H2O,正极材料采用MnO2,MnO2除了作电极材料之外还可能具有的作用为MnO2对电极反应可能具有催化作用。(3)锗(Ge)与碳是同主族元素,根据题给信息知,锗在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐和水,其化学方程式为Ge+2 H2O2+2NaOH=Na2GeO3+3H2O。
考点:考查化学反应速率的实验测定、电解原理及电极反应式的书写、化学方程式的书写。
已知:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=Q,其平衡常数随温度变化如下表所示:
温度/℃ | 400 | 500 | 850 |
平衡常数 | 9.94 | 9 | 1 |
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为 ,该反应的Q 0。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g),发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图所示,则0~4min时平均反应速率v(CO)= 。
(3)若在500 ℃时进行,且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020mol/L,该条件下,CO的最大转化率为 。
(4)若在850℃时进行,设起始时CO和H2O(g)共为1mol,其中水蒸气的体积分数为x平衡时CO的转化率为y,试推导y随x变化的函数关系式为 。
(5)某电化学装置可实现2CO2=2CO+O2的转化,使CO重复使用。已知该反应的阳极应为4OH--4e-=2H2O+O2,则阴极反应式为 。
(6)有人提出可以设计反应2CO=2C+O2(ΔH>0)来消除CO的污染,请判断上述反应能否发生 (填“可能”或“不可能”),理由是 。
碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
(1)根据下列反应的能量变化示意图,2C(s)+O2(g) =2CO(g) △H= 。
(2)在体积为2L的密闭容器中,充人1 mol CO2和3mol H2,一定
条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H
测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如右图所示:
①从反应开始到平衡,H2O的平均反应速率v(H2O)= 。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填编号)。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化移出
C.选择高效催化剂 D.再充入l mol CO2和4 mol H2
(3) CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据:
弱电解质 | H2CO3 | NH3.H2O |
电离平衡常数( 25℃) | Ka1=" " 4.30 × 10一7 Ka2=" " 5.61× 10一11 | Kb = 1.77× 10一5 |
CO32-第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka2。
①判断该溶液呈 (填“酸”、“中”、 “碱”)性,写出该溶液中CO32-
发生第一步水解的离子方程式 。
②下列粒子之间的关系式,其中正确的是 。
A.c(NH4+)>c(HCO3-)> c(CO32-)>(NH4+)
B.c(NH4+)+c(H+)= c(HCO3-)+c(OH-)+ c(CO32-)
C. c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)=1mol/L
D. c(NH4+)+ c(NH3.H2O)="2" c(CO32-)+ 2c(HCO3-) +2c(H2CO3)
(4)据报道,科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中,利用特
殊电极材料以CO和O2为原料做成电池。原理如图所示:通入CO的管口是 (填“c”或“d”),写出该电极的电极反应式: 。