题目内容

下图所示的实验，能达到实验目的的是

A

B

C

D

 

验证化学能

转化为电能

验证铅蓄电池

放电时Pb为负极

验证铁

发生析氢腐蚀

验证AgCl

溶解度小于Ag2S

 

 

【答案】

B

【解析】盐桥组成原电池，验证验证化学能转化为电能。但是没有形成闭合回路，A错误。原电池放电时Pb为负极，PbO2为正极。验证铁的吸氧腐蚀，C错误。验证Ag2S的溶解度小于AgCl。

 

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硅酸钠是硅酸盐的代表物，教材中设计实验探究了硅酸钠与酸的反应和硅酸钠的防火性．在教材实验的基础上，我们适当拓展，整合实验验证硅酸钠的性质．

[实验目的]探究硅酸钠的性质

[实验原理]硅酸钠可以与酸反应

[实验仪器]试管、胶头滴管、分液漏斗、导管、洗气瓶、烧杯、滤纸、激光笔、玻璃片、表面器皿等

[选用药品]饱和硅酸钠溶液、1 mol/L盐酸、石灰石、饱和碳酸氢钠溶液、酚酞溶液、蒸馏水、氯化钙溶液、饱和碳酸钠溶液等

[实验步骤](1)按下图所示安装实验装置．

(2)检验装置气密性：在B、C、D中装入适量蒸馏水，浸没导管口，关闭分液漏斗的活塞，用酒精灯微热烧瓶，若观察到B、C、D的导管口都产生气泡，停止微热，D烧杯中的导管形成一段水柱，表明装置的气密性良好．

(3)装入药品进行实验．观察现象并填写下表：

酸性：HCl＞H2CO3＞H2SiO3．

(4)在另一只烧杯E中装入饱和硅酸钠溶液，与D烧杯做对照实验：在暗处，用激光笔照射D、E烧杯里的液体，观察现象．

现象及结论：可以观察到D烧杯的液体发生了丁达尔现象，说明生成的硅酸在水中形成的是胶体．

(5)取甲、乙两支试管，分别装入相同体积的饱和硅酸钠溶液，甲中加入几滴盐酸、乙中加入几滴氯化钙溶液，观察现象．然后分别加入足量的氢氧化钠溶液，再观察现象．

现象及结论：甲中出现白色沉淀，后白色沉淀溶解；乙中也出现白色沉淀，但沉淀不溶解．有关的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl2NaCl＋H2SiO3(胶体)＋2NaCl，H2SiO3＋2NaOHNa2SiO3＋2H2O，Na2SiO3＋CaCl2CaSiO3↓＋2NaCl．

(6)取两块玻璃片，在一块玻璃片上滴几滴饱和硅酸钠溶液，将另一块玻璃片盖在上面，片刻后，移动玻璃片，观察现象．

现象：两块玻璃片粘在一起，不能移动．

(7)取三张分别被蒸馏水、饱和硅酸钠溶液、饱和碳酸钠溶液充分浸泡过的滤纸(分别记为A、B、C)，取出稍沥干(不再滴液)后同时分别放在酒精灯火焰上点燃，观察现象．

[实验结论]根据上述实验说明硅酸钠可以溶于水，它的水溶液呈碱性且具有粘合性、防火性；硅酸钠与碳酸、盐酸等酸反应会生成硅酸，硅酸是弱酸，难溶于水，在水中可以形成胶体．硅酸钙难溶于水．

[问题与讨论](1)如果拆掉上述实验装置B，能否证明碳酸的酸性比硅酸的强？

(2)硅酸钠溶液为什么俗称“泡花碱”？

(3)设计一个简单的实验探究硅酸钠、碳酸钠溶液的碱性强弱．简述实验步骤、现象、结论．

固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)+ 49kJ
某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图所示（实线）。a,b,c,d括号内数据表示坐标。

（1）a点正反应速率_______（填大于、等于或小于）逆反应速率。
（2）下列时间段平均反应速率最大的是___________。
A．0～1min     B．1～3min     C．3～8min    
（3）仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是___________，曲线III对应的实验条件改变是_________。
(4)比较以上三种不同状态下的平衡常数大小（用KⅠ、KⅡ、KⅢ表示）               。
(5)若在开始时，科学实验将3molCO2和4molH2充入2L的密闭容器中,其他条件不变，达平衡后氢气的物质的量n           1mol(填大于，小于或等于)。

煤的液化是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术，其中合成CH3OH 是最重要的研究方向之一。在2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），在其他条件不变的情况下，探究温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T2＞T1均大于300℃）。

①通过分析上图，可以得出对反应CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）的说法正确的是（填

序号）                  。

A．该反应为放热反应

B.T1时的反应速率大于T2时的反应速率

C.该反应在T1时的平衡常数比T2时的大

D.处于A点的反应体系从T1变到T2，达平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大

②下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是                   （填序号）

a．体系压强保持不变                 b．v(H2)＝3v(CO2)

c．CH3OH与H2物质的量之比为1:3    d．每消耗1 mol CO2的同时生成3molH2

e.密闭容器中混合气体的密度不变      f.密闭容器中CH3OH的体积分数不变

③在T1温度时，将2molCO2和6molH2充入该密闭容器中，充分反应达平衡时，若CO2的转化率为60%，则容器内的压强与起始压强之比为           ，该反应的平衡常数为              。

 

人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。

I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实验氮的固定一电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，则在电解法合成氨的过程中，应将H2不断地通入_________极（填“阴”或“阳”） ；向另一电极通入N2，该电极的反应式为__________________________。

II.据报道，在一定条件下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产物为NH3，相应的反应方程式为：2N2(g)＋6H2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)   △H＝Q。

（1）上述反应的平衡常数表达式为_______________。

（2）取五份等体积N2和H2O的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述反应的Q________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（3）若上述反应在有催化剂的情况下发生，则下图所示的a、b、c、d四条曲线中，能表示反应体系能量变化的是_______（选填字母代号），图中△H的绝对值为1530kJ·mol-1。

III.目前工业合成氨的原理是：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)    △H＝－93.0kJ/mol。

回答下列问题：

（1）结合II中的数据，则O2(g)＋2H2(g)＝2H2O(g)的△H＝______________。

（2）在一定温度下，将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8mol。

①达平衡时，H2的转化率α1＝______________。

②在相同条件下，若起始时只将NH3置于该容器中，达到平衡状态时NH3的转化率为α2，当α1＋α2＝1时，则起始时NH3的物质的量n(NH3)＝_____________mol。

 
氢气是工业上重要的原料。
(1)氧气用于工业合成氨N2(g) +3H2(g)2NH3(g)；△H=-92.2 kJ/mol。
①一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如下图所示，其中t4、t5、t7时刻所对应的实验条件改变分别是：
t4________，t5_______，t7_________
②温度为T℃时，将2amolH2和amolN2放入0.5 L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．此时放 出热量46. 1kJ。则该温度下反应的平衡常数为____________。
(2)工业上大量的氢气来源于焦炭与水蒸气高温下的反应：
C(s) +H2O(g)H2(g) +CO(g);△H=+131.3 kJ/mol
①该反应在低温下不能自发进行的原因是____________
②恒温，在容积可变的密闭容器中，进行如上可逆反应。一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达平衡状态的有_________。
I．混合气体的密度；Ⅱ．容器内气体的压强；Ⅲ．混合气体的总物质的量；ⅣCO物质的量浓度。
A．只有Ⅳ
B．只有I和Ⅳ
C．只有Ⅱ和Ⅲ
D．I、Ⅲ和Ⅳ
E．都可以
(3)在容积相同的两密闭容器A和B中，保持温度为423 K， 同时向A、B中分别加入amol及b mol碘化氢(a>b)，待反应2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡后，平衡时I2的浓度c(I2)A____c(I2)B；平衡时HI的分解率
aA_________aB；平衡时H2在混合气体中的体积分数A ____B。（填写“>”“<”或“=”）

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