【题目】实验室按照图1所示装置制备氯酸钾、氯水并进行有关探究实验。
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Ⅰ实验一 制取氯酸钾和氯水
(1)A中发生反应的化学方程式是_____________。
(2)制备KClO3需在70℃~80℃进行,写出制备KClO3的离子方程式______。
(3)装置C的作用是_____ 。
(4)KCl 和KClO3的溶解度如图2所示。反应结束后,将装置B中的溶液放到冰水浴中, 20秒后会析出较多晶体X。这样做是因为________(选填a、b、c):
a. KClO3溶解度受温度影响较大而KCl溶解度受温度影响较小
b. 0℃时,KClO3溶解度比KCl小
c. 溶液中的溶质主要是KClO3
所以在冷却过程中晶体X会沉淀析出,X的化学式是_______。
(5)上一步操作会不可避免地使另一种物质同时析出,因此要获得较纯净的X,需要进行的具体的操作步骤是_________________。
Ⅱ实验二 氯酸钾性质研究
(6)在不同条件下KClO3可将KI氧化为不同的产物。该小组设计了如下实验,研究反应条件对反应产物的影响(实验在室温下进行):
0.20 mol·L KI/ mL | KClO3(s) /g | 6.0 mol·L-1 H2SO4/ mL | 蒸馏水/ mL | |
试管1 | 1.0 | 0.10 | 0 | 9.0 |
试管2 | 1.0 | 0.10 | 3.0 | 6.0 |
①该实验的实验目的是__。
②设计试管1实验的作用是_____。
③实验后发现,试管2中产生黄色溶液,该同学预测KI被氧化为I2。用离子方程式表示该同学的预测____________;请设计2种实验方案验证该预测正确(从加入试剂、现象、结论等方面描述)______________。
【题目】下图为元素周期表的一部分,根据元素①~⑧在周期表中的位置,按要求回答下列问题。
族 周期 | IA | 0 | ||||||
1 | ① | IIA | IIIA | ⅣA | VA | ⅥA | VIIA | |
2 | ② | ③ | ||||||
3 | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | |||
(1)在元素①~⑧中,金属性最强的元素是_____________(填元素符号),最不容易形成化合物的元素是______________(填元素符号)。
(2)用电子式表示⑦的气态氢化物的形成过程________________________。
(3)③、④、⑥中原子半径由大到小的顺序是____________________(填元素符号)。
【题目】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,在CO2中通入H2,二者可发生以下两个平行反应:
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ·mol-1
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
某实验室控制一定的CO2和H2初始投料比,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比):
反应序号 | T/K | 催化剂 | CO2转化率/% | 甲醇选择性/% |
① | 543 | Cu/ZnO纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
② | 543 | Cu/ZnO纳米片 | 10.9 | 72.7 |
③ | 553 | Cu/ZnO纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
④ | 553 | Cu/ZnO纳米片 | 12.0 | 71.6 |
(1)CO2的电子式是_____________。
(2)反应Ⅰ的平衡常数表达式是K=______。
(3)对比①和③可发现:同样催化剂条件下,温度升高,CO2转化率升高, 而甲醇的选择性却降低,请解释甲醇选择性降低的可能原因_______________;
对比①、②可发现,在同样温度下,采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低, 而甲醇的选择性却提高,请解释甲醇的选择性提高的可能原因____________。
(4)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有____。
a.使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂
b.使用Cu/ZnO纳米片做催化剂
c.低反应温度
d.投料比不变,增加反应物的浓度
e.增大CO2和H2的初始投料比