27.(15分)新型材料纳米
粉具有超强的磁性能,可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。在不同温度下,
粉与水蒸气反应的固体产物不同:温度低于570℃时,生成FeO,高于570℃时,生成Fe3O4。某校化学小组学生利用下图所示装置进行“铁与水反应”的实验,并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。
(1)在高温下,装置B中发生反应的化学方程式是 。
(2)请在下列装置中选择满足虚线框图C的气体收集装置 。
(3)该小组同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验:
[查阅资料]该小组同学通过资料得知,固体产物中一般不会同时出现三种形态混合物组合。
[提出假设]
假设1:全部为氧化亚铁;
假设2:全部为四氧化三铁;
假设3:铁和氧化亚铁混合物;
假设4:铁和四氧化三儿混合物;
假设5: 。
[设计方案]小组成员讨论后对假设4提出实验方案(不要在答题卡上作答)
[实验过程]
根据上述设计的方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
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实验步骤 |
实验操作 |
实验现象 |
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Ⅰ |
将反应后得到黑色粉末X(假定为均匀的),取出少量放入另一试管中,加入适量盐酸,微热 |
黑色粉末全部溶解,溶液呈 ,有少量气泡产生 |
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Ⅱ |
向实验Ⅰ中得到的溶液加几滴KSCN溶液,振荡 |
溶液不显血红色 |
[交流讨论]①实验步骤Ⅱ加入 KSCN后溶液不显血红色的原因 。
②继续向Ⅱ溶液中加稀硝酸,立即出现血色,写出该过程中发生变化的离子方程式
。
26.
(12分)合成气(CO+H2)是一种重要的化工原料,在化工生产中具有十分广泛的用途。 可以生产被称为21世纪的新型燃料--甲醇、二甲醚(CH3OCH3)等物质。其工艺流程如下:
(1)写出用合成气生产二甲醚的化学方程式 。
(2)尾气循环中涉及到以下反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),请写出某温度下该反应的平衡常数表达式 。
(3)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ: CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ![]()
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)
CH3(g)+H2O(g)![]()
①下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
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温度 |
250 |
300 |
350 |
|
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断
0(填“>”、“=”、“<”)。
②已和:
CH3OH(g)+
O2(g) CO2(g)+2H2(g)
=-192.9kJ·mol-1
H2(g)+
O2(g) H2O(g)
=-241.8kJ·mol-1
则
=
。
(4)以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,铂为电极构成燃料电池。写出该电池负极的电极反应式 。
25.(15分)以下是一些元素的信息,其中有一种元素不在短周期。根据信息完成问题:
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元素A |
元素B |
元素C |
元素X |
元素Y |
元素Z |
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单质是一种常见金属,与元素X形成黑色和砖红色两种化合物 |
单质是一种黄绿色气体 |
短周期中金属性最强,与X反应能生成两种化合物 |
最外层电子数是内层电子数的3倍,能形成双原子阴离子 |
单质为双原子分子,结构中 |
阳离子就是一个质子 |
(1)写出A元素基态原子的核外电子排布式 。
(2)B、C、X的简单离子半径由大到小的顺序为 (用元素离子符号表示)。
(3)化合物YZ4B化学键的类型是 ,检验该固体化合 物中阳离子的实验的方法和现象是 。
(4)A元素的单质在潮湿空气中锈蚀生成绿色物质,用一个化学方程式表示锈蚀过程 。
(5)常温下,工业上用惰性电极在电解槽中电解100 L 1.5mol·L-1CB的水溶液时,两极共收集到气体22.4L(标准状况下),计算电解后阴极区溶液的pH= (假设电解前后溶液体积不变)。