设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一.最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸气.电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-.回答如下问题:
(1)以丁烷代表汽油,这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是________.
(2)这个电池的正极发生的反应是________,负极发生的反应是________,固体
电解质里O2-的移动方向是________,向外电路释放电子的电极是________.
(3)人们追求燃料电池氧化汽油而不在燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是________.
(4)你认为在ZrO2晶体掺杂Y2O3用Y3+代替晶体里部分的Zr4+对提高固体电解质的导电能力会起什么作用?其可能的原因是什么?答:________.
(5)汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全,产生________堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年时间,正是新一代化学家的历史使命.
今有原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种主族元素.已知A、C、F三原子的最外层共有11个电子,且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间,两两皆能反应且均能生成盐和水.D和E各有如下表的电子层结构.在一般情况下,B元素不能与A、C、D、E元素的游离态化合而成化合态的B.
按要求填空:
(1)各元素的元素符号分别为:A________、B________、C________、D________、E________、F________.
(2)用电子式表示B与F形成化合物的过程________.
(3)D的氢化物的化学式________.
(4)A与C两元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式是________.
(5)把A的单质投入重水中,反应的氧化产物的化学式为________,还原剂为________,反应的离子方程式为________.
实验室里利用空气和如图所示的药品,仪器装置制取少量氮化镁.
(1)
如果所制气体从左向右流向时,上述仪器装置正确连接顺序是:________、________、________、________、________(填装置的序号).
(2)
各个装置中导管连接的正确顺序是H→________、E→________、C→________、N→________.
(3)
实验开始时,应先在________(填字母)处接通自来水管,然后再依次点燃装有________粉装置的酒精灯和装有________粉装置的酒精灯.
(4)
浓硫酸的作用是________.饱和氢氧化钠的作用是________,发生反应的化学方程式为:________.装置⑤的作用是________,发生反应的化学方程式为________.
(5)
装置①中发生反应的化学方程式为________.
(6)
实验装置N处的气体是________.
(7)
若空气中的氧气未除尽,则制取的氮化镁中一定会含有________.
“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采矿石,例如,在氧化亚铁硫杆菌的存在下,黄铁矿被空气氧化为Fe2(SO4)3,并使溶液酸性增强,其过程如下:
黄铁矿Fe2(SO4)3 CO2+H2OC6H12O6
(1)从生物代谢过程看,b过程属________作用.
(2)写出a过程的化学方程式________.
(3)人们可以利用Fe2(SO4)3作氧化剂溶解铜矿石(Cu2S),然后,加入铁屑进一步得到铜,请写出其离子方程式________.
(4)下列不属于细菌冶金特点的是________.
A.对贫矿、尾矿的开采更有价值
B.中间产物FeSO4和S可再次被细菌氧化为Fe2(SO4)3和H2SO4,因此可循环使用
C.所有的细菌来源广泛,很容易找到并大规模培养
D.能大大降低能源消耗,减少污染
(5)工业上可利用粗铜(含Zn、Ag、Au)等经电解制备精铜,电解过程中,精铜接电源的________极.粗铜上的电极反应________.
(6)某工厂按上述(5)原理,平均每秒生产A mol Cu(设阿伏加德罗常数为NA,电子电量为e库仑),求电解槽中的平均电流________.
根据图回答问题:
写出下列各物质的化学式:
A________,B________,C________,D________,E________.
写出生成D的反应方程式________.
E→B的离子方程式________.
某温度下,在1 L密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2,使反应N2+3H22NH3达平衡,测得平衡混合气体中N2、H2、NH3的浓度分别为M mol·L-1、N mol·L-1、G mol·L-1.如果温度不变,只改变初始物质的加入量,而要求M、N、G总保持不变,则N2、H2、NH3的加入量用x、y、z表示时,应满足的条件是:
若x=0,y=0,则z=________.
若x=0.75 mol,则y=________,z=________.
x、y、z取值必须满足的一般条件是(用含x、y、z的方程表示,其中一个含x、z,另一个含y、z).
在一定条件下(不需添加另外的反应物),经不同的化学反应,可实现如图所示的各种变化.其中,反应③④⑤属氧化还原反应,而反应①②属非氧化还原反应.X、F和Y为单质,且F是空气的主要成分之一,其余为化合物,据此请填空:
物质A是________,F是________,X是________,Y是________.
写出反应②的化学方程式________.
写出反应④的化学方程式并注明反应条件________.
侯德榜制碱法是先把NH3通入饱和食盐水中而成氨盐混合溶液,再通入CO2发生碳酸化反应,生成NaHCO3沉淀和含大量NH4Cl及其他成分的母液,经过滤、洗涤、煅烧NaHCO3得纯碱,并设法使母液中NH4Cl结晶出来得化肥.
根据以上叙述回答下列问题:
制碱的主要反应是________,此复分解反应温度应控制在30℃左右才能顺利进行,这是因为在此温度下________的缘故.
在母液中除含有大量NH4Cl和一部分NaHCO3外,还含有________成分.
如饱和食盐水中含NH3为10 mol,在通入CO2时为防止较多的(NH4)2CO3生成,通入的CO2的量至少接近________mol.理论上计算,当氨的物质的量与CO2的物质的量比值在________范围内会生成NH4HCO3和(NH4)2CO3两种盐类,不利于NaHCO3生成,所以要通入过量CO2.
在分离母液中的NH4Cl时,为防止NaHCO3与NH4Cl同时结晶出来,采取通入少量NH3使NaHCO3转变为Na2CO3的办法,其反应的化学方程式为________.
为比较白磷和红磷着火点的高低,进行如图所示实验:
(1)如何用最简便的方法检验整个装置的气密性?
答:________.
(2)为比较白磷和红磷着火点的高低,实验时酒精灯的加热部位及现象是什么?
(3)一般可燃物燃烧需要的两个必要条件是①________,②________,为验证该必要条件,试问该如何操作:________.
(4)烧瓶B的作用是:________.观察到________的现象,说明了磷的一种在军事上的用途.实验结束后将烧瓶B敞置后内壁潮湿,说明P2O5可用来作________剂.
(5)P2O5与足量澄清石灰水反应的现象是________,写出有关反应的化学方程式________.
(6)实验中特别注意挤压气唧要均匀、缓慢,切忌用力过猛,解释其原因________.
如图所示装置是某种气体X的发生装置和收集装置(必要时可加热).所用的试剂从下列试剂中选取2~3种:硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵、稀硝酸、浓盐酸、蒸馏水.
请回答下列问题:
(1)气体X的化学式是________.
(2)所选药品a是________,b是________,c是________,装置B的作用是________.
(3)用所选的药品发生反应生成X时,离子方程式是________.
(4)在反应刚开始时A中的主要现象是________.