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【题目】近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:

(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1

反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1

反应Ⅱ的热化学方程式:________________________________。

(2)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。

i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O

ii.I2+2H2O+_________=_________+_______+2 I-_____________

(3)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)

序号

A

B

C

D

试剂组成

0.4 mol·L-1 KI

a mol·L-1 KI

0.2 mol·L-1 H2SO4

0.2 mol·L-1 H2SO4

0.2 mol·L-1 KI

0.0002 mol I2

实验现象

溶液变黄,一段时间后出现浑浊

溶液变黄,出现浑浊较A快

无明显现象

溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快

①B是A的对比实验,则a=__________。

②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。

③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。

【答案】3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=254kJ·mol1 SO2、SO42、4H+ 0.4 I是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率 反应ii比i快,D中由反应ii产生的H+使反应i加快

【解析】

(1)根据盖斯定律:反应Ⅱ=反应Ⅰ-反应Ⅲ:ΔH=-551kJ·mol-1+297kJ·mol-1=-254 kJ·mol-1,因此,反应Ⅱ的热化学方程式为:3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=254kJ·mol1;综上所述,本题答案是:3SO2(g)+2H2O (g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH2=254kJ·mol1 。

(2)SO2的水溶液发生歧化反应为:3SO2+2H2O=4H++2SO42-+ S↓,所以反应ii=(总反应-反应i)×1/2:I2+2H2O+ SO2= SO42+4H++2 I-;综上所述,本题答案是:SO2、SO42、4H+。

(3)①B是A的对比实验,采用控制变量法,B比A多加了0.2 mol·L-1H2SO4,B与A中 KI浓度应相等,则a=0.4,综上所述,本题答案是:0.4。

②对比A与B,加入H+可以加快SO2歧化反应的速率;对比B与C,单独H+不能催化SO2的歧化反应;比较A、B、C,可得出的结论是: I是SO2歧化反应的催化剂, H+单独存在时不具有催化作用,但 H+可以加快歧化反应速率;综上所述,本题答案是:I是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率。

③对比D和A,D中加入碘化钾的浓度小于A,D中多加了碘单质,反应ⅰ消耗H+和I,反应ⅱ中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快”,反应速率D>A,由此可见,反应ⅱ比反应ⅰ速率快,反应ⅱ产生H+使c(H+)增大,从而反应ⅰ加快;综上所述,本题答案是:反应ii比i快,D中由反应ii产生的H+使反应i加快。

练习册系列答案
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【题目】已知:(1)实验室制取Cl2的方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,其中MnO2发生了__反应,是__剂;每4分子氯化氢中只有___分子发生了___反应,盐酸是___剂。

(2)室温下KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式:2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑,请在上式中用单线桥法表示出不同元素的原子间得失电子的情况。___

(3)用CuCl2作催化剂,在450℃时用空气中的O2跟HCl反应也能制得氯气,其化学方程式:4HCl+O22H2O+2Cl2,从氯元素化合价的变化看,以上三种制氯气方法的共同点是__;比较以上三个反应,可以认为氧化剂的氧化能力从强到弱的顺序为___。

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【题目】下列物质中,既含有离子键,又含有共价键的是( )

A.NaOHB.H2OC.Na2SD.CaCl2

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【题目】金属(Ti)是航空、宇航、军工、电子等方面的必需原料。在生产钛的过程中可用镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛,反应的化学方程式为:TiCl4+2MgTi+2MgCl2。该反应属于( )

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【题目】印刷铜制电路板的腐蚀液选取和回收再利用一直是研究的热点。

(1)FeCl3溶液一直作为传统的腐蚀液。

① 腐蚀过程中的离子方程式为______。

② 腐蚀结束后,通过以下两步可分离出铜,并实现FeCl3溶液再生。

i. 步骤I所加试剂和操作分别为______。

ii. 可实现步骤II转化的物质或方法是______(填一种即可)。

(2)研究发现,CuCl2溶液添加盐酸或氨水配制成酸性腐蚀液或碱性腐蚀液,其效果优于FeCl3溶液。腐蚀液的主要成分及腐蚀原理如下:

腐蚀液类型

主要成分

腐蚀原理

酸性腐蚀液

Cu2+、H+、Cl-

Cu+ Cu2++2Cl-2CuCl,

CuCl+2Cl-CuCl32-

碱性腐蚀液

Cu(NH3)42+、NH4+、NH3、Cl-

Cu(NH3)42++ Cu === 2Cu(NH3)2+

①酸性腐蚀液中铜离子含量对腐蚀速率的影响如右图所示,为保持较快和较平稳的腐蚀速率,腐蚀液中铜离子含量应选择______ g/100mL的使用范围。

②酸性腐蚀废液经过处理后,倒入一定量的水中,可得CuCl沉淀,过滤、洗涤、干燥后即得产品CuCl。倒入一定量的水中,可得CuCl沉淀的原因是_______。

③ 通入适量的氧气可使碱性腐蚀液再生。将该过程的离子方程式补充完整:______________

(3)H2O2也常用来腐蚀金属铜,使用时加入盐酸或氨水将其配制成酸性或碱性腐蚀液。回收其废液的工艺如下:

① 酸性条件下H2O2腐蚀金属铜的离子方程式为______。

② 右图是研究碱性腐蚀液的温度对铜腐蚀量的实验结果,升高温度,腐蚀量变化的原因______。

③ 碱转时的反应为:Cu2(OH)3Cl+NaOH =CuO+Cu(OH)2+NaCl+H2O。检验转化完全的方法是:取少量洗涤后的碱转固体,_______。

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【题目】完成下列问题 某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案:

实验编号

H2C2O4溶液

酸性KMnO4溶液

温度

浓度(mol·L-1)

体积(mL)

浓度(mol·L-1)

体积 (mL)

①

0.10

2.0

0.010

4.0

25

②

0.20

2.0

0.010

4.0

25

③

0.20

2.0

0.010

4.0

50

(1)为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥ ______。

(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。

(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=________mol·L-1·min-1。

(4)已知实验③中c(MnO4—)~反应时间t的变化曲线如下图。若保其他条件不变,请在图中画出实验②中c(MnO4—)~t的变化曲线示意图。_______

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【题目】苯甲酸是常用的防腐剂和重要的医药原料。一种药用苯甲酸的制备方法如下:

Ⅰ.在反应罐中加入甲苯、饱和KMnO4溶液、Fe2O3(催化剂),加热、回流数小时,充分反应。

Ⅱ.反应结束后,改为蒸馏装置。加热蒸馏,直至冷凝管壁不再出现油珠。

Ⅲ.将反应罐中的混合物趁热过滤,滤渣用少量热水洗涤。

Ⅳ.向滤液中滴加浓盐酸酸化至pH=2,抽滤,用少量水洗涤,干燥得苯甲酸粗品。

Ⅴ.将粗苯甲酸加入……,结晶、洗涤、过滤,得到药用纯苯甲酸。

已知:相关物质的溶解度(g/mL)

温度(℃)

25

50

60

苯甲酸

在水中

0.0034

0.0085

0.0095

在乙醇中

0.4

0.7

1

氯化钾

在乙醇中

难溶

(1)Ⅰ中发生的主要反应为:(未配平),则Ⅳ中发生反应的离子方程式为______。

(2)Ⅱ中蒸馏的目的是______。

(3)Ⅲ中趁热过滤的目的是______。

(4)将Ⅴ中操作补充完整:______。

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【题目】FeSe 、MgB2等超导材料具有广阔的应用前景。

(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为________,基态Se原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。

(2)向FeSe中嵌入吡啶()能得到具有优异性能的超导材料。吡啶中氮原子的杂化类型为________;该分子内存在________(填标号)。

A.σ键 B.π键 C.配位键 D.氢键

(3)将金属锂直接溶于液氨,得到具有很高反应活性的金属电子溶液,再通过系列反应可制得FeSe基超导材料Li0.6(NH2)0.2(NH3)0.8Fe2Se2。

①NH2-的空间构型为________。

②液氨是氨气液化的产物,氨气易液化的原因是________。

③金属锂溶于液氨时发生反应:Li + (m+n)NH3=X+e-(NH3)n。X的化学式为________。

(4)MgB2晶体结构如图所示。B原子独立为一层,具有类似于石墨的结构,每个B原子周围都有________个与之等距离且最近的B原子;六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA ,该晶体的密度为________ g·cm-3(列出计算式)。

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【题目】常温下,向20mL0.lmol·L-1NH4HSO4溶液中滴入0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液中由水电离出的c水(H+)与所加NaOH溶液的体积的关系如图所示。下列分析正确的是

A. b点时,溶液的pH=7

B. 常温下,Kb(NH3·H2O)=1.0×10-5.3

C. Vd<30 mI

D. e点溶液中粒子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(NH3·H2O )>c(OH- )>c(H+)

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