题目内容
(10分)金属铅为带蓝色的银白色重金属,其单质及化合物可用于铅蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料。回答下列问题:
(1)铅蓄电池是一种典型的可充电电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42-
2PbSO4+2H2O。写出放电时负极的电极反应式 。
(2)早在古代,硫酸铅就被用作白色颜料,但用这种颜料作出的画天长日久会变为黑色,经检测其成分为PbS。古画修复师在变黑处涂抹H2O2后即可将颜色修复,用化学方程式表示古画修复颜色的原理 。
(3)PbO与次氯酸钠溶液反应可以制得PbO2,写出该反应的离子方程式 。
(4)PbO2在加热过程中发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(
)的残留固体,若a点固体表示为PbOx或mPbO2·nPbO,列式计算x= ,m:n= 。
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(1)Pb-2e-+SO42- =PbSO4 (2分)
(2)PbS+ 4H2O2 = PbSO4+4H2O (2分)
(3)PbO+ClO- = PbO2+ Cl- (2分)
(4)x= 2 -
=1.4 (2分)
=
=
(2分)
【解析】
试题分析:(1)铅蓄电池放电时负极发生氧化反应,根据电池总反应知,铅为负极,生成硫酸铅,电极反应式Pb-2e-+SO42- =PbSO4;(2)根据题意知该过程发生的反应为PbS与H2O2反应生成硫酸铅和水,化学方程式为PbS+ 4H2O2 = PbSO4+4H2O;(3)PbO被次氯酸钠溶液氧化为PbO2,次氯酸钠被还原为氯离子,该反应的离子方程式PbO+ClO- = PbO2+ Cl- ;(4)(4)根据题给信息知,PbO2在加热过程发生的反应为PbO2
PbOx+(2—x/2)O2↑,则有(2—x/2)×32=239×4.0%,x=2—(239×4.0%/16)=1.4,根据mPbO2 ·nPbO,2m+n/m+n=1.4,m:n=2/3。
考点:考查化学电源,化学方程式、离子方程式的书写,热重曲线的相关计算。
(15分)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
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①600K时,Y点甲醇的υ(逆) (正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是______________________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)。CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号 | 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
① | T1 | 0.050 | 0.0492 | 0.0486 | 0.0482 | 0.0480 | 0.0480 |
② | T1 | 0.050 | 0.0488 | 0.0484 | 0.0480 | 0.0480 | 0.0480 |
③ | T2 | 0.10 | 0.094 | 0.090 | 0.090 | 0.090 | 0.090 |
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)= ;
实验温度T1 T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,
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则Co2+在阳极的电极反应式为 ;除去甲醇的离子方程为 。