题目内容
【题目】Ⅰ.现有下列仪器或用品:①铁架台(含铁圈、各式铁夹) ②锥形瓶 ③酸式滴定管和碱式滴定管 ④烧杯 ⑤玻璃棒 ⑥胶头滴管 ⑦天平(含砝码) ⑧滤纸 ⑨量筒 ⑩过滤漏斗;
现有下列药品:(A)NaOH固体 (B)标准NaOH溶液(C)未知浓度盐酸 (D)蒸馏水(E)碳酸钠溶液
根据所做过的学生实验,回答下列问题:
(1)过滤时,应选用的上述仪器是_________________________(填编号)。
(2)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时,还缺少的仪器是__________。
(3)做酸碱中和滴定时,还缺乏的试剂是____________________。
(4)进行中和滴定时,绝不可用将要盛的溶液事先润洗的仪器是下列的______(填编号)。甲.酸式滴定管 乙.碱式滴定管 丙.锥形瓶
(5)用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,选用酚酞作为指示剂,造成测定结果偏高的原因可能是______________。
A.配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质
B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确
C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗
D.滴定前有气泡,滴定后气泡消失。
II. 甲醇(CH3OH)是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应II:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH2
①反应I的平衡常数表达式为K=________________________
②下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断ΔH2______0,ΔS______0 (填“>”、“=”或“<”=)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2 mol·L-1,则CO的转化率为________。
(2)已知在常温常压下,某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下图所示的电池装置:
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①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l) ΔH =-44.0 kJ·mol-1
①写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式____________________。
②写出上图电池装置中负极反应式:________________________________。
【答案】①⑤⑧⑩ 容量瓶 酸碱指示剂(酚酞试液或甲基橙) 丙 AD
< < 80% CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ∕mol CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
【解析】
Ⅰ.(1)过滤是将固体不溶物跟液体分离的一种方法,其装置由铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗等仪器和滤纸组成;
(2)根据配制步骤是计算、称量、溶解、洗涤、定容、摇匀、装瓶来分析需要的仪器;
(3)根据酸碱中和滴定所需要的试剂来分析;
(4)中和滴定需要用到酸式滴定管、碱式滴定管和锥形瓶,结合实验的注意事项分析判断;
(5)根据c(酸)=
分析滴定过程中产生的误差,若标准液浓度被或消耗标准液体积偏小,滴定结果偏低,否则偏高,据此进行解答;
II. (1)①依据平衡常数K=
书写;②由表格数据,平衡常数随温度升高减小,说明升高温度,平衡逆向移动,结合方程式分析解答;③达到平衡后,测得c(CO)=0.2molL-1,可以计算平衡时CO的物质的量,从而求出反应的CO的物质的量,再计算CO的转化率;
(2)①依据盖斯定律计算;②该燃料电池中,通入甲醇的电极是负极、通入氧气的电极是正极,负极发生氧化反应,据此书写电极反应式。
Ⅰ.(1)过滤是将固体不溶物跟液体分离的一种方法,其装置由铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗等仪器和滤纸组成,即为①⑤⑧⑩,故答案为:①⑤⑧⑩;
(2)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液的操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解(可用量筒量取水加入烧杯),并用玻璃棒搅拌,加速溶解,冷却后转移到容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤烧杯、玻璃棒2~3次,并将洗涤液移入容量瓶中,加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀.所以所需仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,故还缺少容量瓶,故答案为:容量瓶;
(3)在酸碱中和滴定的过程中,需要的试剂有酸液、碱液和酸碱指示剂,故还需要的是酸碱指示剂(酚酞试液或甲基橙),故答案为:酸碱指示剂(酚酞试液或甲基橙);
(4)中和滴定需要用到酸式滴定管、碱式滴定管和锥形瓶,其中酸式滴定管、碱式滴定管需要润洗,锥形瓶不能润洗,否则结果偏高,故答案为:丙;
(5)A.配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质,以酚酞为指示剂时,等质量的氢氧化钠和Na2CO3消耗的酸前者大,所以标准溶液的氢氧化钠中混有Na2CO3杂质时造成V(碱)偏大,根据c(酸)=
,可知c(酸)偏高,故A正确;B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其它操作均正确,导致标准液的体积读数偏小,则测定结果偏低,故B错误;C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗,操作正确,不会影响测定结果,故C错误;D.滴定前有气泡,滴定后气泡消失,导致消耗标准液体积偏大,测定结果偏高,故D正确;故答案为:AD;
II. (1)①反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),反应的平衡常数K=
,故答案为:
;
②由表格数据,平衡常数随温度升高减小,说明升高温度,平衡逆向移动,正反应为放热反应,△H2<0;反应前后气体体积减小是熵减小的反应,△S<0,故答案为:<,<;
③某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2molL-1,平衡时CO的物质的量=0.2molL-1 ×2L=0.4mol,则反应的CO为2mol-0.4mol=1.6mol,则CO的转化率=
×100%=80%,故答案为:80%;
(2)①、①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6 kJ∕mol,②H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0 kJ∕mol,依据盖斯定律计算,由盖斯定律,①+②×4得:2CH3OH(l)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(l),故△H=-1275.6kJ∕mol+(-44.0kJ/mol)×4=-1451.6kJ∕mol,所以甲醇燃烧热的热化学反应方程式为:CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ∕mol,故答案为:CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ∕mol;
②该燃料电池中,通入甲醇的电极是负极、通入氧气的电极是正极,负极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O、正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。