题目内容
【题目】原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置：
（1）a和b不连接时，烧杯中现象是 。
（2）a和b用导线连接，Cu极为原电池_________极（填“正”或“负”），
电极反应式为： ；溶液中H+移向____________
（填“Cu”或“Zn”）极。电池总反应式为： 。
若电解质溶液改为AgNO3溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为___ ___g。
【答案】（1）锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出；
(2)正；2H++2e-=H2↑；Cu；Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ ；21.6
【解析】
试题分析：（1）a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，因此实验现象为锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出；
（2）a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；锌失电子发生氧化反应而作负极，放电时，电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动，总反应式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；锌片减少的质量＝
×65g/mol＝6.5g。
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【题目】【化学–选修2：化学与技术】工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是 （写化学式），操作I的名称 。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：
R2(SO4)n(水层)＋2nHA（有机层）
2RAn（有机层）＋nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。
③中X试剂为 。
（3）④的离子方程式为 。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
钒沉淀率% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.8 | 96.4 | 93.1 | 89.3 |
结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为 。
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则溶液中c(Fe3+)＜ 。
（已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39）
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 和 。
【题目】氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
（1）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：
①4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(l) △H1
②4NH3(g)＋6NO(g)＝5N2(g)＋6H2O(l) △H2
则反应 4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(l) △H＝ 。（请用含有△H1、△H2的式子表示）
（2）合成氨实验中，在体积为3 L的恒容密闭容器中，投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示：
温度(K) | 平衡时NH3的物质的量(mol) |
T1 | 2.4 |
T2 | 2.0 |
已知：破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1 T2（填“＞”、“<”或“=”）。
②在T2 K下，经过10min达到化学平衡状态，则0~10min内H2的平均速率v(H2)= ，平衡时N2的转化率α（N2）= 。
③下列图像分别代表焓变（△H）、混合气体平均相对分子质量（
）、N2体积分数φ（N2）和气体密度（ρ）与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是 。
（3）某N2H4（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图1所示。
①M区发生的电极反应式为 。
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和氯化钾溶液（电极均为惰性电极），设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N2H4的质量为 g（假设溶液电解前后体积不变）。
