(14分)某课外兴趣小组的同学向Na2SiO3溶液中滴加盐酸,预计会生成H2SiO3胶体,用激光笔照射会出现“丁达尔现象”。但令人意想不到的是,试管中在出现硅酸胶体的同时也出现了大量气泡,为什么会出现这种现象呢?甲乙两同学进行了大胆的推测。

       甲同学推测是生成了硅酸胶体,造成HCl在溶液中的溶解度变小,最终从溶液中逸出;

       乙同学咨询了实验员得知这瓶Na2SiO3溶液已经放置很长一段时间,他推测溶液可能已经变质,故导致以上现象的出现。

   (1)请设计一个最简单的实验验证甲同学的推测是否正确:                    

   (2)乙同学取这瓶久置的硅酸钠溶液,用激光笔照射,发现有光柱出现,说明在这瓶硅酸钠溶液中已经有              胶体生成。推测产生的气体可能是          ,然后乙同学又做了两个实验进行验证:

I取少量该瓶溶液,向其中滴加          ,并检验产生的气体。请写出检验该气体的常用方法:                                

II取硅酸钠固体,配成饱和溶液,现配现用,滴入盐酸,观察现象;

通过以上实验,证明了乙同学观点,请写出所对应的化学反应方程式:

                                          

该小组同学还发现按教材所述的操作方法和条件制备硅酸胶体,有时需要很长时间才能使溶胶慢慢凝聚,甚至不易形成凝胶,效果很不理想。因此,该组同学又对实验条件和操作进行探究,相关实验数据如下表:

 

硅酸钠溶液浓度

盐酸浓度

试剂加入顺序

出现凝胶时间(s)

实验1

饱和溶液

1:2(盐酸和水体积比,下同)

将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中

21

实验2

稀溶液(1体积饱和溶液和3体积水混合)

1:2

将稀盐酸滴加到Na2SiO3溶液中

38

实验3

饱和溶液

1:4

将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中

10

实验4

稀溶液(1体积饱和溶液和3体积水混合)

1:4

将稀盐酸滴加到Na2SiO3溶液中

50

该组部分同学通过实验得出结论:使用饱和Na2SiO3溶液和稀盐酸,将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中效果较好。但该组另外一部分同学认为基于限定的条件,该探究实验设计组数不够,不能保证结论的准确性,要使实验具有说服力至少要做组实验。

 

(15分)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

   (1)下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

        ①该反应的焓变        0(填“>”、“<”或“=”)。

        ②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1      K2(填“>”、“<”或“=”)。

        ③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是           

        a.升高温度                                               b.将CH3OH(g)从体系中分离

c.使用合适的催化剂                                 d.充入He,使体系总压强增大

   (2)已知在常温常压下

        ①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  =-akJ·mol-1

        ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  =-bkJ·mol-1

        ③H2O(g)=H2O(1)   =-ckJ·mol-1

        则,CH3(OH)(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)   =       kJ·mol-1

   (3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

        ①该电池工作时,b口通入的物质为         ,c口通入的

物质为          

        ②该电池正极的电极反应式为:                

        ③工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,

        NA个电子转移。

   (4)以上述电池做电源,用下图所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示):

                                                     

 

 0  74414  74422  74428  74432  74438  74440  74444  74450  74452  74458  74464  74468  74470  74474  74480  74482  74488  74492  74494  74498  74500  74504  74506  74508  74509  74510  74512  74513  74514  74516  74518  74522  74524  74528  74530  74534  74540  74542  74548  74552  74554  74558  74564  74570  74572  74578  74582  74584  74590  74594  74600  74608  203614 

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