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。

练习册系列答案
相关题目

(14分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
        ②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)  △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为                                 
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K=                                      
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH                       0 (填“>”、“<”或“=”)。

③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K     K(填“>”、“<”或“=”)。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为       
当氨碳比=3,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为:         
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为            

(16分)雾霾天气严重影响人们的生活质量,其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图31-1所示:
 
①由图31-1可知SCR技术中的氧化剂为:             
②图31-2是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图可知最佳的催化剂和相应的温度分别为:                       
③用Fe做催化剂时,在氨气足量的情况下,不同c(NO2)/c(NO)对应的脱氮率如图31-3所示,脱氮效果最佳的c(NO2)/c(NO)=                。已知生成1molN2反应放出的热量为QkJ,此时对应的脱氮反应的热化学方程式为                            

(2)利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收,具体步骤如下:
SO2(g)+H2O(l)H2SO3(l)H+(aq)+HSO3(aq)   I
HSO3(aq)H+(aq)+SO32—(aq)                II
Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH(aq)              III
Ca2+(aq)+SO32—(aq)CaSO3(s)                IV
④步骤II的平衡常数K的表达式为                  
⑤该温度下,吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.70mol/L,已知Ksp(CaSO3)=1.4×10-7,则吸收后溶液中的SO32-的浓度。(写出计算过程,保留2位有效数字)

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
现有常温下1 mol·L-1的( NH4)2CO3溶液,已知:NH4+水解的平衡常数Kh=Kw/Kb,
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:          。

(1)在硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3是反应的关键,其反应的化学方程式为:,反应混合体系SO3的百分含量和温度的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态),根据图示回答下列问题:

①反应   0(填“>”或“<”)。若在恒温恒容条件下,上述反应达到平衡,再给该平衡体系中通入SO3气体,容器内的压强   (填“增大”、“减小”或“不变”),平衡   移动(填“向正反应方何”、“逆反应方向’或“不”)若在恒温恒压条件下,上述反应达到平衡,再给该平衡体系中通人大量氮气后,体系重新达到平衡,此平衡与原平衡相比较,SO2的物质的量 __(填“增大”、“减小”或“不变”),O2的物质的量浓度     (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若温度为T1、 T2,反应的平衡常数分别为K1K2 则K1    K2(填“>”、“<”或“=”),反应进行到D点状态时,V      V(填“>”、“<”或“=”)
③在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,在500℃开始反应,半分钟达到平衡,测得容器内含SO3 0.18 mol,则v(O2)=    mol·L-1·min-1,若继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,平衡发生了移动,再次达到平衡后,            mol<n(SO3)<    mol.
(2)已知三种无色溶液:a.NaHCO3溶液,b.AlCl3溶液,c.NaAlO2溶液,它们两两反应均能生成Al(OH)3沉淀。请回答下列问题:
①两种溶液恰好完全反应,所得溶液中c(OH)=是水的离子积),则这两种溶液可为     (填字母)。
②能体现出NaHCO3在反应中,HCO3的水解程度小于电离程度的离于方程式为           

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