【题目】如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
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(1)甲烷燃料电池负极反应式是__________________;
(2)石墨(C)极的电极反应式为________________________;
(3)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为________L ,丙装置中阴极析出铜的质量为________g;
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图所示),用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠作电解质溶液,阳极选用________作电极。
【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2Cl--2e-=Cl2↑ 4.48L 12.8 铁
【解析】
试题(1)甲烷燃料电池,甲烷在负极反应,方程式:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
(2)甲中氧气一极为正极,甲烷一极为负极,故乙中铁极为阴极,石墨为阳极,反应:2Cl--2e-=Cl2。
(3)标准状况下,2.24 L氧气物质的量=0.1mol,转移电子0.4mol,铁极反应:2H++2e-=H2,故生成0.2mol氢气,体积=0.2×22.4=4.48L;据转移电子相等,丙中阴极反应:Cu2++2e-=Cu,析出铜物质的量是0.2mol,质量=0.2×56=12.8g。
(4)为生成二价铁,阳极需用铁作电极。
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【题目】以镍废料(主要成分为镍铁合金,含少量铜)为原料,生产NiO的部分工艺流程如下:
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已知:下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.2 |
(1)“除铁”时需控制溶液的pH范围为________。
(2)“滤渣”的主要成分为________(填化学式)。
(3)“沉镍”时得到碱式碳酸镍[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀。
①在隔绝空气条件下,“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO,该反应的化学方程式为________。
②“沉镍”时,溶液pH增大,碱式碳酸镍中Ni元素含量会增加,原因是________。
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【题目】某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度,其操作步骤如下:
①将碱式滴定管用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗后,再注入待测溶液,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下的位置,记下读数;将锥形瓶用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗锥形瓶2~3次;从碱式滴定管中放出25.00mL待测溶液到锥形瓶中。
②将酸式滴定管用蒸馏水洗净后,立即向其中注入0.1000mol·L-1标准盐酸,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下的位置,记下读数。
③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂,进行滴定。滴定至终点,测得所耗盐酸的体积为V1mL。
④重复以上过程,但在滴定过程中向锥形瓶中加入5mL的蒸馏水,测得所耗盐酸的体积为V2mL。试回答下列问题:
(1)滴定终点时的现象为:______________________________________;
(2)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察_________________________;
(3)该小组在步骤①中的错误是________________,由此造成的测定结果 ______(填“偏高”或“偏低”或“无影响”);
(4)步骤②缺少的操作是____________________________________。
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【题目】某有机物分子式为 C4H8,据此推侧其结构和性质不可能的是
A. 它与乙烯可能是同系物
B. 一氯代物只有一种
C. 分子结构中甲基的数目可能是 0、1、2
D. 等质量CH4和C4H8分别在氧气中完全燃烧,CH4的耗氧量小于C4H8
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【题目】在一定条件下,在容积为2L的密闭容器中,将2 mol 气体M和3 mol N气体混合,发生如下反应:2M(g) + 3N(g)
x Q(g) +3R(g),该反应达平衡时,生成2.4mol R,并测得Q的浓度为0.4 mol/L,下列有关叙述正确的是
A. x值为2 B. 混合气体的密度增大
C. N的转化率为20% D. 平衡时N的浓度为0.3 mol/L
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【题目】如图为几种晶体或晶胞的示意图:
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请回答下列问题:
(1)上述晶体中,粒子之间以共价键结合形成的晶体是____。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰5种晶体的熔点由高到低的顺序为:___。
(3)NaCl晶胞与MgO晶胞相同,NaCl晶体的晶格能___(填“大于”或“小于”)MgO晶体,原因是____。
(4)每个Cu晶胞中实际占有___个Cu原子,CaCl2晶体中Ca2+的配位数为__。
(5)冰的熔点远高于干冰,除H2O是极性分子、CO2是非极性分子外,还有一个重要的原因是_____。
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【题目】某化工厂以丙烯、乙烯为原料进行化工生产的主要流程如下。下列有关说法错误的是( )
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A.反应①与反应④均是取代反应
B.反应②与反应③均是加成反应
C.反应②中产物的结构简式为CH2BrCH2CHClBr
D.反应③、④表明硫酸是乙烯与水反应的催化剂
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【题目】当前,全球资源紧张、气候变暖已对人类的生存和发展形成了严峻的挑战。发展低碳经济、倡导低碳生活是形势所迫,更是大势所趋。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)工业上将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁,其反应原理为:
①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0kJ·mol-1
②C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为___________。
(2)适当条件下将CO2和H2以1:3的体积比混合合成甲醇和水:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) ΔH =-49.0 kJ·mol-1。在体积为2 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
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①该反应的平衡常数表达式为________。
②从反应开始到平衡,
(H2)=______;氢气的转化率=______;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施是___________。
(3)CO还可以用作燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,其负极反应式为:2CO-4e-+2
=4CO2,则正极反应式为__________。
(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp =3.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合(忽略混合后溶液体积的变化),若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol·L-1,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___________。
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【题目】一种化学名为 2,4,4—三氯—2— 羟基—二苯醚的物质(如下图),被广泛应用于肥皂、牙膏等日用化学品之中,有杀菌消毒等作用。则下列有关说法中正确的是 ( )
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A. 该物质与 FeCl3溶液混合后不显色
B. 该物质中所有原子一定处于同一平面
C. 该物质苯环上的一溴取代物有 6 种
D. 物质的分子式为 C12H6Cl3O2
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