题目内容
煤直接燃烧的能量利用率较低,为提高其利用率,工业上将煤气化(转变成CO和H2)后再合成乙醇、二甲醚等多种能源。
(1)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。该电池的负极反应式为______________________。
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(2)煤气化所得气体可用于工业合成二甲醚,其反应如下:
2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)。
同时发生副反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g);CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)。
在温度为250 ℃、压强为3.0 MPa时,某工厂按投料比V(H2)∶V(CO) =a进行生产,平衡时反应体系中各组分的体积分数如下表:
物质 | H2 | CO | CO2 | (CH3)2O | CH3OH(g) | H2O(g) |
体积分数 | 0.54 | 0.045 | 0.18 | 0.18 | 0.015 | 0.03 |
①投料比a=________;
②250℃时反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=________。
(1)CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+ (2)①1.9 ②72
【解析】(1)根据图示可知负极上发生乙醇氧化为乙酸的反应。 (2)①根据碳原子守恒和氢原子守恒,可得原投料中H2和CO的物质的量之比为(0.54×2+0.18×6+0.015×4+0.03×2)×
∶(0.045+0.18+0.18×2+0.015)=1.14∶0.6=1.9,即a=1.9。②计算平衡常数时,体积分数可直接代替物质的量浓度进行计算(同一体系中气体物质的体积分数之比等于物质的量浓度之比),故K=
=72。
某铜矿石中铜元素含量较低,且含有铁、镁、钙等杂质。某小组在实验室中用浸出-萃取法制备硫酸铜:
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(1)操作Ⅰ为________。操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________。
(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是________、富集铜元素。
(3)小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应,制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可能由于条件控制不同使其中混有较多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。
已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,Cu4(OH)6SO4均难溶于水,可溶于酸;分解温度依次为80 ℃、200 ℃、300 ℃。
设计实验检验悬浊液成分,完成表中内容。
限选试剂:2 mol·L-1 盐酸、1 mol·L-1 H2SO4、0.1 mol·L-1 NaOH溶液、0.1 mol·L-1 BaCl2溶液、蒸馏水。仪器和用品自选。
实验步骤 | 预期现象和结论 |
步骤1:取少量悬浊液,过滤,充分洗涤后,取滤渣于试管中,______________________ | ____________,说明悬浊液中混有Cu4(OH)6SO4 |
步骤2:另取少量悬浊液于试管中,____________________ | ____________,说明悬浊液中混有Cu(OH)2 |
(4)上述实验需要100 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,配制时需称取________g CuSO4·5H2O(相对分子质量:250)。
氮是地球上含量丰富的一种元素,氨、肼(N2H4)和叠氮酸都是氮元素的重要氢化物,在工农业生产、生活中有着重大作用。
(1)合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重要影响。
①在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,其平衡常数K与温度T的关系如下表。
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常数K | 4.1×106 | K1 | K2 |
则该反应的平衡常数的表达式为________;判断K1________K2(填“>”、“<”或“=”)。
②下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
③一定温度下,在1 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2并发生上述反应。若容器容积恒定,10 min达到平衡时,气体的总物质的量为原来的
,则N2的转化率为________,以NH3的浓度变化表示该过程的反应速率为________。
(2)肼可用于火箭燃料、制药原料等。
①在火箭推进器中装有肼(N2H4)和液态H2O2,已知0.4 mol液态N2H4和足量液态H2O2反应,生成气态N2和气态H2O,放出256.6 kJ的热量。该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
②一种肼燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时负极的电极反应式为_____________________________________。
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③加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2。该反应的化学方程式_______________________________________。
肼与亚硝酸(HNO2)反应可生成叠氮酸,8.6 g叠氮酸完全分解可放出6.72 L氮气(标准状况下),则叠氮酸的分子式为________。
酸碱中和滴定是利用中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法,其中溶液的pH变化是判断滴定终点的依据。
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(1)为了准确绘制上图,在滴定开始时和________,滴液速度可以稍快一点,测试和记录pH的间隔可大些;当接近________时,滴液速度应该慢一些,尽量每滴一滴就测试一次。
(2)在图中A的pH范围使用的指示剂是____________;C的pH范围使用的指示剂是________________;D区域为________________。
(3)用0.1 032 mol·L-1的盐酸溶液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,重复三次的实验数据如下表所示:
实验序号 | 消耗0.1 032 mol·L-1的盐酸溶液的体积/mL | 待测氢氧化钠溶液的体积/mL |
1 | 28.84 | 25.00 |
2 | 27.83 | 25.00 |
3 | 27.85 | 25.00 |
则待测氢氧化钠的物质的量浓度是________mol·L-1。在上述滴定过程中,若滴定前滴定管下端尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果将________(填“偏高”、“偏低”或“不影响”)。
(4)下列关于上述中和滴定过程中的操作正确的是________(填字母)。
A.用碱式滴定管量取未知浓度的烧碱溶液
B.滴定管和锥形瓶都必须用待盛放液润洗
C.滴定中始终注视锥形瓶中溶液颜色变化
D.锥形瓶中的待测液可用量简量取