题目内容
【题目】(1)硫酸铁净水原因(离子方程式):_____,SnCl2水解成碱式氯化亚锡(化学方程式)_____,要除去CuCl2溶液中FeCl3,可以向溶液中加入_______,将AlCl3溶液蒸干并灼烧所得固体的化学式为___。
(2)以石墨为电极,电解FeI2溶液,阳极电极反应式为________,利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸,反应原理为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,装置如图所示:
①电极2的电极反应式是_______;
②在标准状况下,当电极2室有11.2 L CO2反应。理论上电极1室液体质量___ (填“增加”或“减少”)___ g。
(3) 离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的_____极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为__________。
(4)已知AsO43—+2I-+2H+AsO33—+I2+H2O是可逆反应,设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)开始时:C2棒电极反应式______,当电流表___时,反应达到化学平衡状态。
【答案】Fe3+ +3HO Fe(OH)3 +3H+ SnCl2 +H2OSn(OH)Cl +HCl 氧化铜或氢氧化铜等 Al2O3 2I- - 2 e- =I2 CO2 +2H+ +2 e- = HCOOH 减少 9 负 4Al2Cl7—+3e— =7AlCl4— + Al AsO43—+2 e-+2H+= AsO33—+H2O 读数为零
【解析】
(1)硫酸铁水解生成Fe(OH)3胶体,硫酸铁净水原因: Fe3+ +3HO Fe(OH)3 +3H+;
SnCl2水解成碱式氯化亚锡和盐酸,化学方程式:SnCl2 +H2OSn(OH)Cl +HCl;
FeCl3在溶液中水解生成Fe(OH)3和氢离子,加入与氢离子反应的物质如CuO、Cu(OH)2会促进其水解,使三价铁离子转化为Fe(OH)3沉淀;要除去CuCl2溶液中FeCl3,可以向溶液中加入氧化铜或氢氧化铜等;
将AlCl3溶液蒸干时,铁离子水解生成Al(OH)3和HCl,升高温度促进HCl挥发,所以蒸干溶液时得到碱,灼烧氢氧化铝时,氢氧化铝会分解生成三氧化二铝和水,将AlCl3溶液蒸干并灼烧所得固体的化学式为Al2O3。
(2)以石墨为电极,电解FeI2溶液,碘离子在阳极发生氧化,阳极电极反应式为2I- - 2 e- =I2 ;
①2是正极,正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成HCOOH,电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH;
②电极1式为负极,发生的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,理论上随着当电极2室有11.2L CO2反应,二氧化碳的物质的量为11.2L÷22.4L·mol-1=0.5mol,转移电子为0.5mol×2=1mol,电极1室参加反应的水的质量为18g·mol-1×1mol÷2=9g,
即电极1室理论减小液体质量为9g;
(3) 铝作阳极,先失电子被氧化,再在钢表面还原,钢制品应接电源的负极,电极反应,阴极电极反应式为4Al2Cl7-+3e- =7AlCl4- + Al。
(4)AsO43-+2I-+2H+AsO33—+I2+H2O是可逆反应,加酸,c(H+)增大,AsO43-得电子,I- 失电子,所以C1是负极,C2是正极;加碱,c(OH-)增大,AsO33-失电子,I2得电子,此时,C1是正极,C2是负极,故发生不同方向的反应,电子转移方向不同。
开始时:C2棒是正极,电极反应式AsO43—+2 e-+2H+=AsO33—+H2O,当电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态。
【题目】氨可用于制取氨水、氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等,因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业.
(1)以甲烷为原料可制得合成氨用的氢气,有关反应的能量变化如下图所示:
写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式:_______________。
(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H= -94.4kJ·mol-1,在某容积为2L的恒容容器中发生合成氨反应,体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:
①前20min内v(NH3)=________mol/(L·min),放出的热量为________。
②45min时采取的措施是________;时段III条件下反应的平衡常数为________(保留3位有效数字)。
(3)一定温度下,将不同量的CO2、NH3分别通入某恒容密闭容器中进行下列反应:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(l)+H2O(g);△H<0,得到如下数据:
实验组 | 起始量/mol | 平衡时的转化率 | 平衡时气体平均相对分子质量 | ||
NH3(g) | CO2(g) | NH3(g) | CO2(g) | ||
1 | 2 | 1 | a1 | a2 | M1 |
2 | 4 | 2 | a3 | a4 | M2 |
3 | n1 | n2 | a5 | a6 | M3 |
①a1________a4(填“<”、“=”或“>”);M1________ M2(填“<”、“=”或“>”)。
②若a5>a6,则n1,n2必须满足的关系是________。
(4)室温时将氨通入500mL 0.1mol·L-1盐酸中至pH=6,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________________________________。
(5)氨、空气、KOH溶液可构成燃料电池,反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O,反应一段时间后,电解质溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【题目】目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示:
化学反应 | 焓变 | 平衡常数 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | |||
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) | ΔH1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) | ΔH2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | ΔH3 | K3 |
请回答下列问题:
(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示);根据反应③判断ΔS___0(填“>”、“=”或“<”),在______(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)500℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol/L、0.8mol/L、0.3mo/L、0.15mol/L,则此时v正________v逆(填“>”、“=”或“<”)。