题目内容
【题目】中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs),能利用太阳光高效分解水,原理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 通过该催化反应,实现了太阳能向化学能的转化
B. 反应I中涉及到非极性键的断裂和极性键的形成
C. 反应II为:2H2O2 2H2O + O2↑
D. 总反应为:2H2O2H2↑+ O2↑
【答案】B
【解析】
由题给反应机理图示可知,利用太阳光实现高效分解水的过程分为两步,反应I为水在C3N4做催化剂作用下反应生成过氧化氢和氢气,反应的化学方程式为2H2O=H2O2+H2↑,反应II为H2O2在CQDs做催化剂作用下反应生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O +O2↑,总反应方程式为2H2O2H2↑+O2↑。
A项、该过程利用太阳光实现高效分解水,实现了太阳能向化学能的转化,故A正确;
B项、反应I为水在C3N4做催化剂作用下反应生成过氧化氢和氢气,没有涉及到非极性键的断裂,故B错误;
C项、反应II为H2O2在CQDs做催化剂作用下反应生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O +O2↑,故C正确;
D项、反应I的化学方程式为2H2O=H2O2+H2↑,反应II的化学方程式为2H2O22H2O +O2↑,则总反应方程式为2H2O2H2↑+O2↑,故D正确;
故选B。
【题目】过氧化钙(CaO2)常用作种子及谷物的无毒性消毒剂,常温下为白色的固体,微溶于水,且不溶于乙醇、乙醚和碱性溶液,但溶于酸。
某实验小组拟探究CaO2的性质及其实验室制法。
(1)实验探究CaO2与酸的反应。
操作 | 现象 |
向盛有4 g CaO2的大试管中加入10mL稀盐酸得溶液a | 剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体 |
取5 mL溶液a于试管中,滴入两滴石蕊试液 | 溶液变红,一段时间后溶液颜色明显变浅,稍后,溶液变为无色 |
①CaO2与盐酸反应的化学方程式为_______________________________。
②加入石蕊试液后溶液褪色可能是因为溶液a中存在较多的_________。
(2)用如图所示装置制备过氧化钙,其反应原理为Ca+O2CaO2。
①请选择实验所需要的装置,按气流方向连接的顺序为______________________(填仪器接口的字母,上述装置可不选用也可重复使用)。
②根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:Ⅰ.检验装置的气密性后,装入药品;Ⅱ.打开分液漏斗活塞,通入气体一段时间,加热药品;Ⅲ.反应结束后,_________________________________(填操作);Ⅳ.拆除装置,取出产物。
(3)利用反应:Ca2++ H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4+在碱性环境下制取CaO2的装置如图所示。
①NH3在Ca2+和H2O2的反应过程中所起的作用是______________________。
②反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。过滤需要的玻璃仪器是_________;将沉淀进行洗涤的操作为_____________________________________________。
(4)设计实验证明CaO2的氧化性比FeCl3的氧化性强:____________________________。
【题目】某工厂将制革工业污泥中的铬元素以难溶物CrOH(H2O)5SO4的形式回收,工艺流程如下,其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
回答下列问题:
(1)4.8 mol/L的硫酸溶液密度为1.27g/cm3,该溶液中硫酸的质量分数是_______。
(2)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-,写出此反应的离子方程式:______。
(3)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子 | Fe3+ | Mg2+ | Al3+ | Cr3+ |
开始沉淀时的pH | 2.7 | — | — | — |
沉淀完全时的pH | 3.7 | 11.1 | 5.4(>8溶解) | 9(>9溶解) |
①Cr (OH)3溶解于NaOH溶液时反应的离子方程式是___________。
②加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72-转化为CrO42-。滤液Ⅱ中阳离子主要有______;但溶液的pH不能超过8,其理由是______________________________。
(4)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是_____________。
(5)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式:_______________。