26.(14分)某兴趣小组为验证日常生活用的火柴头上含有KClO3、MnO2、S,设计了以下实验流程图:
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请回答以下问题:
(1)为验证气体A,按下图所示进行实验:若能观察到 的现象,即可证明火柴头上含有S元素。
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(2)步骤②的实验操作装置如下图所示,该操作的名称是 ,其工作原理是
。
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(3)要证明火柴头中含有Cl元素的后续实验步骤是 。
(4)有学生提出检验火柴头上KClO3另一套实验方案:
|
有关的离子反应方程式为 ,有人提出上述方法中出现白色沉淀并不能充分说明火柴头上KClO3的存在,其理由是 。
(5)该小组猜测滤渣D对双氧水分解制氧气的速率会产生一定的影响,设计并进行了以下5次实验。
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实验次数 |
H2O2溶液质量分数% |
H2O2溶液用量/毫升 |
物质D用量/克 |
反应温度/℃ |
收集气体体积/毫升 |
所需时间/秒 |
|
① |
30 |
5 |
0 |
85 |
2 |
3.8 |
|
② |
15 |
2 |
0.1 |
20 |
2 |
2.8 |
|
③ |
15 |
2 |
0.2 |
20 |
2 |
2.2 |
|
④ |
5 |
2 |
0.1 |
20 |
2 |
7.4 |
|
⑤ |
30 |
5 |
0 |
55 |
2 |
10.5 |
由上表可知,实验①和⑤能证明温度越高,化学反应速率越快,实验 和
证明物质D的用量越大,反应速率越快。
(6)写出步骤①中发生反应的化学方程式 。
23.(10分)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大影响。合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:
催化剂-铁触媒,温度-400-500℃,压强-30-50MPa。
回答下列问题:
⑴合成氨工业中原料气压缩到30-50MPa的原因是 。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400-500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是 。
⑵500℃、50MPa时,在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x。则K和x的关系满足K= 。
⑶甲烷在高温下与水蒸气反应的反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部分物质的标准燃烧热数据如下表:
|
物 质 |
标准燃烧热(kJ·mol-1) |
|
H2(g) |
-285.8 |
|
CO(g) |
-283.0 |
|
CH4(g) |
-890.3 |
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式 。
⑷有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。
22.(12分)短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,它们的原子核外电子层数之和为10;B的化合物种类繁多,数目庞大。C、D是空气中含量最多的两种元素;D、E两单质在不同条件下反应可以生成两种不同的离子化合物。
(1)写出E的单质与A、D两元素形成的常见化合物反应的离子方程式:______________。
(2)由B、D两种元素组成的化合物,该化合物是大气温室效应的主要气体,写出该化合物的电子式 。
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(4)X、Y是由C、D两元素组成的两种化合物,且C、D在X、Y中的价态相同,某温度下相互转化时的量变关系如图所示:
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①X的化学式是_________________。
②图中a、b、c、d四点中,表示反应处于平衡状态的是___________________
③反应进行到
时刻,改变的条件可能是____________________________。