题目内容
砷(As)是第四周期第VA族元素,它在自然界中的含量不高,但人类认识它、研究它的历史却很长。
(1)砷的氢化物的化学式为________,其稳定性比磷的氢化物____(填“强或弱”)。已知H3AsO3是两性偏酸性的化合物,它与硫酸反应的化学方程式为 。NaHAsO3溶液呈碱性,该溶液中c(H2AsO3-) C(AsO33-)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)砷在自然界中主要以硫化物形式(如雄黄As4S4、雌黄As2S3等)存在。
①工业上以雄黄为原料制备砷的过程是:先在空气中煅烧使其转化为砒霜(As2O3),然后用焦炭还原。写出焦炭还原时发生反应的化学方程式: 。砒霜有剧毒,卫生防疫分析中鉴定的方法是:先将试样与锌、硫酸混合在一起反应,将生成的气体导入到热玻璃管中热解,若玻璃管中产生亮黑色的“砷镜”,则说明试样中含有As2O3。写出上述鉴定过程中有关反应的化学方式: 。
②“砷镜”可被漂白精氧化为H3AsO4,反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为 。
(3)已知砷酸(H3AsO4)是三元酸,有较强的氧化性。
①常温下砷酸的K1=6×10-3、K2=1×10-7,则NaH2AsO4溶液的pH为____7。(填“>”、“<”、“=”),判断依据为___________________________________________________________________。
②某原电池装置如图所示,电池总反应为AsO43-+2I-+H2O
AsO33-+I2+2OH-。
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当P池中溶液由无色变成蓝色时,正极上的电极反应式为 。当电流计指针归中后向Q池中加入一定量的NaOH,则电池负极所在的烧杯为 (填“P”或“Q”)。
氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) △H1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H2
则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) △H= 。(请用含有△H1、△H2的式子表示)
(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:
温度(K) | 平衡时NH3的物质的量(mol) |
T1 | 2.4 |
T2 | 2.0 |
已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)。
②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)= ,平衡时N2的转化率α(N2)= 。
③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量(
)、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是 。
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(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。
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①M区发生的电极反应式为 。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定)
,若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量为 g(假设溶液电解前后体积不变)。