题目内容

【题目】实验室用下图装置制取某些气体并进行一系列的性质探究。

请回答:

(1)下列说法正确的是_____。

A.实验开始时,打开装置Ⅰ中分液漏斗的旋塞,液体能顺利滴下

B.将装置Ⅰ与Ⅱ连接,制取Cl2并检验其性质,其中B装置的作用为防倒吸

C.过量的铜与浓硫酸在装置Ⅰ中反应,反应后的溶液中溶质仅为硫酸铜

D.将装置Ⅰ和Ⅱ连接,制取SO2并检验其性质,A中的紫色石蕊试液只能变红

(2)将装置Ⅰ和装置Ⅲ连接,制取SO2并检验其性质。C中溶液颜色由棕黄色逐渐变浅绿色,反应的离子方程式为:_____,反应结束后C中的阴离子的检测方法为______。

【答案】D 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ 取剩余溶液少许放入试管中,向试管中滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀说明溶液中含有SO42-,否则溶液不含SO42-

【解析】

(1)A.实验开始时,打开分液漏斗的旋塞,也要打开上面的玻璃塞;

B.氯气有毒,多余的氯气需要用氢氧化钠溶液吸收;

C.铜不与稀硫酸反应,反应后溶液中一定含有硫酸;

D.二氧化硫为酸性氧化物,二氧化硫不能漂白酸碱指示剂;

(2)硫酸根离子能与钡离子结合产生不溶于酸的硫酸钡沉淀。

(1)A.实验开始时,只需打开分液漏斗的旋塞,分液漏斗的玻璃塞不打开,则外界气压大于分液漏斗内气压,液体不能顺利流下,A错误;

B.将装置Ⅰ与Ⅱ连接,制取Cl2并检验其性质,由于氯气有毒,需要用B装置吸收,避免空气污染,B错误;

C.过量的铜与浓硫酸在装置Ⅰ中在加热条件下反应,随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸后,由于稀硫酸与铜不能发生反应,反应停止,因此反应后的溶液中溶质为硫酸和硫酸铜,C错误;

D.将装置Ⅰ和Ⅱ连接,制取SO2并检验其性质,二氧化硫溶液呈酸性,则A中的紫色石蕊试液变红,由于二氧化硫不能漂白酸碱指示剂,则A中紫色石蕊试液只能变红,D正确;

故合理选项是D;

(2)C中溶液颜色由棕黄色逐渐变浅绿色,说明Fe3+与SO2反应生成Fe2+,该反应的离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;反应后C中生成的SO42-能与Ba2+结合产生不溶于酸的BaSO4沉淀,操作方法为:取剩余溶液少许放入试管中,向试管中滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀说明溶液中含有SO42-,否则溶液不含SO42-。

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(1)已知:①H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) ΔH1<0;②CO2(g)CO(g)+1/2O2(g) ΔH2>0;③甲醇的燃烧热为ΔH3。试用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)的ΔH, 则ΔH=__kJ·mol-1。

(2)该方法生产甲醇是目前工业上常用的方法。在一定温度下,向2L密闭容器中充入1mol CO和2mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g), 5分钟反应达平衡,此时CO的转化率为80%。请回答:

①下列叙述合确的是__________(填编号)。

A.达到平衡时,移走部分甲醇,平衡将向右移动,正反应速率加快

B.缩小容器的体积,平衡将向右移动,c(CO)将变大

C.在相同的条件下,若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍,使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍,则应该选用乙催化剂

D.若保持平衡时的温度和容积不变,再向容器中充入0.8mol CO和0.6mol CH3OH,则此时v正>v逆

②在方框的坐标系中画出甲醇的物质的量浓度随时间的变化曲线 ___________________

(3)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。

反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

反应Ⅱ: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

控制CO2和H2初始投料比为1:3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图2所示。

①由图2可知温度升高CO的产率上升,其主要原因可能是__________。

②由图2可知获取CH3OH最适宜的温度是_____。

(4)近几年开发的甲醇燃料电池的工作原理如图所示:

电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过,电解质溶液为稀硫酸,则a电极的电极反应式为____。

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