题目内容

金属钒(V)在材料科学上有重要作用,被称为“合金的维生素”.在测定矿石中钒的含量时有如下操作:
用已知浓度的硫酸酸化的H2C2O4溶液,滴定(VO22SO4溶液.
(1)完成滴定过程的离子反应方程式,方框内填数字,短线上填物质的化学式或离子符号.
 
VO2++
 
H2C2O4+
 
 
VO2++
 
CO2+
 

(2)当收集到标准状况下气体11.2升时,电子转移的数目为
 
考点:氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的电子转移数目计算
专题:氧化还原反应专题
分析:(1)根据元素守恒知,生成物中还含有H2O,该反应是在酸性条件下进行的反应,所以反应物中还含有氢离子,该反应中V元素化合价由+5价变为+4价,草酸中C元素化合价由+3价变为+4价,根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式;
(2)生成的气体是二氧化碳,根据二氧化碳和转移电子之间的关系式计算转移电子数目.
解答: 解:(1)根据元素守恒知,生成物中还含有H2O,该反应是在酸性条件下进行的反应,所以反应物中还含有氢离子,该反应中V元素化合价由+5价变为+4价,草酸中C元素化合价由+3价变为+4价,其转移电子总数为2,所以VO2+的计量数是2、H2C2O4的计量数是1,根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为2VO2++H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O,故答案为:2;1;2H+;2;2;2H2O;
(2)生成的气体是二氧化碳,设转移电子数为x
2VO2++H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O 转移电子数
                     44.8L      2NA
                    11.2L       x
44.8L:2NA:11.2L:x
x=
2NA×11.2L
44.8L
=0.5NA,故答案为:0.5NA
点评:本题考查氧化还原反应配平、根据方程式计算等知识点,侧重考查分析问题能力、计算能力,熟悉元素化合价是解本题关键,注意有机物中C元素化合价判断方法,题目难度不大.
练习册系列答案
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合成氨反应在解决世界70亿人口的吃饭问题上起了重要的作用,合成氨的方法有很多.

(一)方法1:合成塔中发生反应N2+3H2(g)?2NH3(g),下表给出了500℃条件下,某恒容密闭容器中该反应起始和平衡时各物质的浓度数据,则平衡时N2的转化率为
 
,该条件下反应的平衡数为
 

初始浓度(mol/L)平衡浓度(mol/L)
c0(N2c0(H2c0(NH3c平(N2c平(H2c平(NH3
2.484.3401.852.431.27
方法2:1998年2位希腊化学家提出了电解合成氨的新思路,采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+
为介质,实现了高温(570℃)常压下高转化率的电解法合成氨,装置如图1.钯电极A是电解池的
 
极(填“阳”或“阴”),该极上的电极反应式是
 

方法3:最新的“人工固氮”研究报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2
表面与水发生下列反应:2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g)△H=a kJ/mol
进一步研究NH3生成量与温度的关系(其它条件均一样),反应3 小时,测得部分实验
数据如下表:
T/K303313323
NH3生成量/(10-6mol)4.85.86.0
(1)依据上述数据,能否判断该反应是放热还是吸热反应?说出你的判断依据:
 

(2)已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)?2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1
求上述固氮反应的△H=
 

(二)NH3的另外一个重要用途是制备HNO3,提供如图2仪器(图中铁夹、橡皮管等辅助用品已略去,多余的仪器可以不用,个别仪器可以重复使用),请你组装出一套装置,模拟工业上氨的催化氧化,并保证在仪器e中能看到红棕色气体,最终能制得HNO3.请你写出所设计方案的仪器连接循序:a→
 
(将所连接仪器的顺序依次填入即可).若a仪器用m d代替,则d中装入得药品为
 
.若a仪器用b代替,则b中用到的药品为
 
到2013午云南已连续4年干旱,专家认为云南和其他城市一样受到全球变暖的气候变化影响.CO2等温室气体是导致全球变暖的主要原因,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径.
(1)将CO2转化成有机物实现碳循环是目前最有效的降低大气中CO2的含量的办法.如:
2CO2(g)+2H2O(l)═C2H4(g)+3O2(g)△H=+1411.0kJ?mol-1
2CO2(g)+2H2O(l)═C2H5OH(l)+3O2(g)△H=+1366.80kJ?mol-1
则由C2H5OH(1)转化为C2H4(g)和H2O(l)的热化学方程式为
 

(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)?CH30H(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如图:
①该正反应的△H
 
0(填“>”“<”或“=”);
②其它条件不变,下列措施中,既可提高反应速率,又可提高CO2的转化率的是
 

A.降低温度
B.CO2的起始量不变,提高氢碳比[
n(H2)
n(CO2)
]
C.加压
D.将CH3OH或水蒸气及时吸收以降低产物浓度
③温度为573K.密闭容器的容积恒定为VL,CO2的起始投料为a mol且起始时n(
n(H2)
n(CO2)
)=1.6,若CO2的平衡转化率为20%,计算573K时该反应的平衡常数K=
 

④取五份等量的混合气体(CO2和H2的物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,作出甲醇的体积分数[φ(CH3OH)]随反应温度(T)变化的关系图.下列示意图中,可能与实验结果相符的是
 
 (填字母编号).

(3)0.2mol CO2被200mL l.5mol?L-1 NaOH溶液完全吸收后所得溶液中各离子浓度大小的顺序为
 

(4)CO2可以用Ca(OH)2吸收得到CaCO3,CaCO3是一种难溶物质,其KSP=2.8×l0-9(25℃).25℃时将体积比为1:1的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若混合前Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol?L-1,则生成沉淀所需原CaCl2溶液的最小浓度为
 

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