摘要:物质溶解的两个过程及其热现象

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甲醇()是重要的能源物质,研究甲醇具有重要意义。
(1)利用工业废气中的可制取甲醇,其反应为:
常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示:

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:                               
                                        。
(2)为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了的 晶体,在高温下它能传导离子。电池工作时正极反应为                                                               。
若以该电池为电源,用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。

电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的物质的量为       mol。
(3)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后将氧化成,然后以做氧化剂把水中的甲醇氧化成而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式                    ;
②除去甲醇的离子反应为:,该过程中被氧化的元素是            ,当产生标准状况下2.24L时,共转移电子      mol。

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甲醇()是重要的能源物质,研究甲醇具有重要意义。

(1)利用工业废气中的可制取甲醇,其反应为:

常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示:

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:                               

                                        。

(2)为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了的 晶体,在高温下它能传导离子。电池工作时正极反应为                                                               。

若以该电池为电源,用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。

电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的物质的量为       mol。

(3)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后将氧化成,然后以做氧化剂把水中的甲醇氧化成而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:

①写出阳极电极反应式                    ;

②除去甲醇的离子反应为:,该过程中被氧化的元素是            ,当产生标准状况下2.24L时,共转移电子      mol。

 

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精英家教网本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容.请选定其中一题,并在相应和答题区域内作答.若两题都做,则按A题评分.
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A.海底热液研究(图1)处于当今科研的前沿.海底热液活动区域“黑烟囱”的周围常存在FeS、黄铜矿及锌矿等矿物.
(1)Ni2+的核外电子排布式是
 
.
(2)分析下表,铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,基主要原因是
 
.
电离能/kJ?mol-1 I1 I2
铜 746 1958
锌 906 1733
(3)下列说法正确的是
 
.
A.电负性:N>O>S>C        B.CO2与COS(硫化羰)互为等电子体
C.NH3分子中氮原子采用sp3杂化  D.CO、H2S、HCN都是极性分子
(4)“酸性热液”中大量存在一价阳离子,结构如图2,它的化学式为
 
.
(5)FeS与NaCl均为离子晶体,晶胞相似,前者熔点为985℃,后者801℃,其原因是
 
.在FeS晶胞中,与Fe2+距离相等且最近的S2-围成的多面体的空间构型为
 
.
B.制备KNO3晶体的实质是利用结晶和重结晶法对KNO3和NaCl的混合物进行分离.下面是某化学兴趣小组的活动记录:
NaNO3 KNO3 NaCl KCl
10℃ 80.5 20.9 35.7 31.0
100℃ 175 246 39.1 56.6
查阅资料:文献中查得,四种盐在不同温度下的溶解度(S/g)如下表:
实验方案:
Ⅰ.溶解:称取29.8g KCl和34.0g NaNO3放入250mL烧杯中,再加入70.0g蒸馏水,加热并搅拌,使固体全部溶解.
Ⅱ.蒸发结晶:继续加热和搅拌,将溶液蒸发浓缩.在100℃时蒸发掉50.0g 水,维持该温度,在保温漏斗(如图3所示)中趁热过滤析出的晶体.得晶体m1g.
Ⅲ.冷却结晶:待溶液冷却至室温(实验时室温为10℃)后,进行减压过滤.得KNO3粗产品m2g.
Ⅳ.重结晶:将粗产品全部溶于水,制成100℃的饱和溶液,冷却至室温后抽滤.得KNO3纯品.
假定:①盐类共存时不影响各自的溶解度;②各种过滤操作过程中,溶剂的损耗忽略不计.试回答有关问题:
(1)操作Ⅱ中趁热过滤的目的是.
(2)若操作Ⅱ中承接滤液的烧杯中不加入蒸馏水,则理论上在操作Ⅲ中可得粗产品的质量m2=
 
g,其中混有NaCl
 
g.为防止NaCl混入,在操作Ⅱ中承接滤液的烧杯中至少应加入蒸馏水
 
g.
(3)操作Ⅲ中采用减压过滤,其优点是
 
.该小组同学所用的装置如图4所示,试写出该装置中主要用到的玻璃仪器的名称:
 
.若实验过程中发现倒吸现象,应采取的措施是
 
.
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现有一份含有FeCl3和FeCl2的固体混合物,为测定各成分的含量进行如下两个实验:

实验1

①称取一定质量的样品,将样品溶解;

②向溶解后的溶液中加入足量的AgNO3溶液,产生沉淀;

③将沉淀过滤、洗涤、干燥得到白色固体17.22 g。

实验2

①称取与实验1中相同质量的样品,将样品溶解;

②向溶解后的溶液中,通入足量的Cl2;

③再向②所得溶液中加入足量的NaOH溶液,得到红褐色沉淀;

④将沉淀过滤、洗涤后,加热灼烧,到质量不再减少,得到固体物质4 g。

根据实验回答下列问题:

(1)溶解过程中所用到的玻璃仪器有_____________________________。

(2)实验室保存FeCl2溶液时通常会向其中加入少量试剂______________和____________。

(3)实验2通入足量Cl2的目的是________________________________;涉及的化学反应的离子方程式是______________________________。

(4)检验实验2的步骤④中沉淀已经洗涤干净的方法是_________________________。

(5)加热FeCl3溶液,并将溶液蒸干时,通常不能得到FeCl3固体,请以平衡的观点解释其原因(方程式与文字相结合来说明)。________________________________________________。

(6)FeCl3溶液可以用于止血,主要是因为FeCl3溶液能使血液聚沉,这涉及胶体的特性。以下关于胶体的说法不正确的是________________。

A.胶体粒子能透过滤纸,但不能透过半透膜

B.胶体粒子具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象

C.只有胶体粒子能做布朗运动

D.向Fe(OH)3胶体中滴加硫酸,会先出现红褐色沉淀,随后沉淀消失

E.在蛋白质溶液中加入稀的CuSO4溶液,可使蛋白质盐析

(7)通过实验所得数据,计算固体样品中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为________________。

(8)可以采用下列装置制取少量的FeCl3固体,已知FeCl3易潮解。(部分夹持仪器已略去)

该装置存在不足,往往无法得到FeCl3固体,请你对装置提出合理的改进措施。___________。

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现有一份含有FeCl3和FeCl2固体的混合物,为测定各成分的含量进行如下两个实验:

    实验1

    ①称取一定质量的样品,将样品溶解

    ②向溶解后的溶液中加入足量的AgNO3溶液,产生沉淀

    ③将沉淀过滤、洗涤、干燥得到白色固体17.22g

    实验2

    ①称取与实验1中相同质量的样品,将样品溶解

    ②向溶解后的溶液中,通入足量的Cl2

    ③再向②所得溶液中加入足量的NaOH溶液,得到红褐色沉淀

④将沉淀过滤、洗涤后,加热灼烧,到质量不再减少,得到固体物质4g

根据实验回答下列问题:

(l)溶解过程中所用到的玻璃仪器有_____________________。

(2)实验室保存FeCl2溶液时通常会向其中加入少量试剂_________和_________。

(3)实验2中通入足量Cl2的目的是____________________________________。

    涉及的化学反应的离子方程式是____________________________________。

(4)简述检验实验2的步骤④中沉淀已经洗涤干净的方法

    _______________________________________________________________

    _______________________________________________________________。

(5)加热FeCl3溶液,并将溶液蒸干时,通常不能得到FeCl3固体,请以平衡的观点解释其原因(方程式与文字相结合来说明)______________________________________。

(6)FeCl3溶液可以用于止血,主要是因为FeCl3溶液能使血液聚沉,这涉及到胶体的性质。以下关于胶体的说法不正确的是_____________(填写序号字母)。

    A. 胶体粒子能透过滤纸,但不能透过半透膜

    B. 胶体粒子具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象

    C. 只有胶体粒子能作布朗运动

    D. 向Fe(OH)3胶体中滴加硫酸,会先出现红褐色沉淀,随后沉淀消失

    E. 在蛋白质溶液中加入稀的CuSO4溶液,可使蛋白质盐析

(7)通过实验所得数据,计算得固体样品中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为_________。

(8)实验室可以采用下列装置制取少量的FeCl3固体,已知FeCl3固体易潮解。(部分夹持仪器已略去)

该装置存在不足,往往无法得到FeCl3固体,请你对该装置提出合理的改进措施

    _______________________________________________________________。

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