题目内容
全钒氧化还原电池是一种新型可充电池,不同价态的含钒离子作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的酸性电解液储罐中。其结构原理如图所示,该电池放电时,右槽中的电极反应为:V2+-e-=V3+,下列说法正确的是( )
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A.放电时,右槽发生还原反应
B.放电时,左槽的电极反应式:VO2++2H++e-=VO2++H2O
C.充电时,每转移1mol电子,n(H+)的变化量为1mol
D.充电时,阴极电解液pH升高
硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,加热温度不同,气体成分也不同.气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、两种或三种.某化学课外活动小组通过设计探究性实验,测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量,并计算确定各物质的化学计量数,从而确定CuSO4分解的化学方程式.实验用到的仪器如下图所示:
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【提出猜想】
Ⅰ.所得气体的成分可能只含SO3一种;
Ⅱ.所得气体的成分可能含有________两种;
Ⅲ.所得气体的成分可能含有________三种.
【实验探究】
实验操作过程略.
已知实验结束时,硫酸铜完全分解.
(1)请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口的连接顺序为:
①→⑨→⑩→⑥→⑤→________→________→________→________→②(填接口序号).
(2)若实验结束时B中量筒没有收集到水,则证明猜想________正确.
(3)有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据也不同,数据如下:
实验小组 | 称取CuSO4的质量/g | 装置C增加的质量/g | 量筒中水的体积折算成标准状况下气体的体积/mL |
一 | 6.4 | 2.56 | 448 |
二 | 6.4 | 2.56 | 224 |
请通过计算,推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学方程式.
第一小组:______________________________________________;
第二小组:_______________________________________________.
(15分)按要求回答下列有关问题。
(1)据报道,科学家新研发出一种常温下催化合成NH3的方法:2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)
已知如下信息:
①化合物的生成热可以表示其相对能量。化学上,规定标准状况下稳定单质的生成热为0。几种物质的生成热:NH3(g)为mkJ·mol-1,H2O(l)为nkJ·mol-1。
反应的△H=产物的生成热之和---反应物的生成热之和
②几种化学键的键能数据如下:
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上述反应中,△H=_______kJ·mol-1,H-N键的键能为_______kJ·mol-1。
(2)二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应:
SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g),△H= -42kJ·mol-1,在1L恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g),所得实验数据如下:
实验编号 | 温度 | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |
N(SO2) | N(NO2) | N(NO) | ||
甲 | T1 | 0.80 | 0.20 | 0.18 |
乙 | T2 | 0.20 | 0.80 | 0.16 |
丙 | T3 | 0.20 | 0.30 | a |
①实验甲中,若2min时测得放出的热量是4.2kJ,则0~2min时间内,用SO2(g)表示的平均反应速率v(SO2)=_____________________;
②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为____________;
③由表中数据可推知,Tl______T2(填“>”“<’’或“=”);
(3)对反应N2O4(g)
2NO2(g) △H>0 在温度为Tl、T2时平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是__________。
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a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
c.由状态A到状态B,可以用加热的方法
d.A、C两点的化学平衡常数:A=C
(4)工业上,采用石墨、铁棒作为电极,电解除去废水中的CN-(N为-3价,下同),装置如图所示,通电过程中,阳极区两种离子的放电产物会进一步发生反应,其方程式为:C12+CNO-+OH-→□+Cl-+CO32-+H2O(未配平)。最终阴、阳两极均有无色无味气体产生。
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①铁电极应连接直流电源的____________(填写电极名称)。
②上述反应方程式配平后“□”内应填写________;
③阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑和_______________;