24.(15分)在常温下,某兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制取碳酸钠,流程如下:
在常温下,有关物质的溶解度为:
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物质 |
NH4Cl |
NaHCO3 |
Na2CO3 |
NaCl |
|
溶解度/g |
37.2 |
9.6 |
21.5 |
36.0 |
(1)操作Ⅲ中的实验操作名称为 ;
(2)操作I和操作II总反应的离子方程式为 ;
(3)操作I和II不能颠倒的原因 ;
(4)检验所得的碳酸钠粉末是否含有NaHCO,的实验方案是(写出操作步骤、现象、结论): ;
(5)为了测定所制取产物的纯度(假设杂质只有碳酸氢钠).该小组的实验步骤为:
i.使用下列装置组装实验装置,并检查气密性;
ii.称取Wg产品放入C装置的锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解
iii.称量D装置的质量为W1g
iv.从分液漏斗滴入稀硫酸,直到不再产生气体为止
v.从a处缓缓鼓入一定量的空气,再次称量D装置质量为W2g。
vi.重复步骤v的操作,直到D装置的质量不再改变,称得D装置的质量为W2g。
根据上述实验回答如下问题:
①第i步,使用上述装置连接的接口顺序为:(b)→(e)(f)→( )( )→( )
②产物中碳酸钠的质量分数为(数字可不必化简) 。
25.(15分)近来,制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
(1)德国克莱斯公司成功研制了利用甲醇
(CH3OH)车载制氢燃料电池工艺,
其原理如右图所示,请观察此图回答:
①燃料电池的正极反应式为
;
②甲醇与流程图中任一反应物反应制取
氢气的化学方程式 。
(2)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
①此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K=
;
②此流程的第II步反应的平衡常数随温度的变化如右上表,在830℃,以右下表的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 (填实验编号);
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温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1000 |
|
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
|
实验编号 |
n(CO) |
n(H2O) |
n(H2) |
n(CO2) |
|
A |
1 |
5 |
2 |
3 |
|
B |
2 |
2 |
1 |
1 |
|
C |
3 |
3 |
0 |
0 |
|
D |
0.5 |
2 |
1 |
1 |
③若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热效应值为33.2(单位为kJ),第1步反应的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)==3H2(g)+CO(g)△H=-103.3 kJ·mol-1
则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。
(3)我国科学家研究了常温下利用Pl等催化
剂在可见光作用下使水分解制氢气的方
法,右图是三种催化剂在光照分解水实
验中的效果比较图。能得出如图结果的
实验方案是
。
19.(18分)
(1)(6分)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数p,两位同学分别设计了如图所示甲、乙的实验方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小,你认为方案 更合理![]()
②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N。当A被拉动时,弹簧测力计a示数为6.0N,b示数为11.0N,c示数为4.0N,则A、B间的动摩擦因数为
。
(2)(12分)甲同学采用如图甲所示的电路测定电源
的电动势和内电阻。实验室提供的器材:电压
表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、多用电表、滑动
变阻器R、电源、电键s、导线及若干个定值电
阻![]()
①连好电路后.当该同学闭合电键s,发现电流
表的示数为0,电压表的示数不为0。检查各接
线柱均未接错,接触良好.且电路未发生短路;
他用多用电表的电压档检查电路,把两表笔分别
接bc和de时,示数均为0,把两表笔接cd时,
示数与电压表的示数相同,由此可推断故障是
。
②排除故障后,该同学顺利完成实验数据的测量,
如下表所示。并根据数据在空白的坐标纸上,作
出乙图所示的U-I图线,该图存在多处不妥之处,
请指出。(能指出两处不妥之处的该小题得满分)![]()
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I/A |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
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U/V |
2.93 |
2.87 |
2.85 |
2.77 |
2.75 |
2.70 |
③为了在实验中保护电流表和调节电阻时电流表、电压表的示数变化均明显,乙同学对甲同学的实验进行改进,设计了如图丙所示的电路,丙图中电阻R0应选取下列备选电阻 (用字母表示)。
A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω
若乙同学用图丙的实验电路进行实验,只测得两组数据为I1、U1、I2、U2。则该电源内电阻r= (请用物理量的字母表示)