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14.(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理如图.该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应式为NO2+NO3--e-═N2O5.若生成1molY,则需要消耗标准状况下氧气的体积为5.6L.
(2)一以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极反应式为2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+;若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇,向外界提供相等的电量,则每代替3.2g甲醇,所需标准状况下的甲烷的体积为1.68.

分析 (1)氧气在Ⅱ电极上发生氧化反应,电极Ⅰ上发生还原反应,NO2被氧化生成的氧化物只能是N2O5,据电子守恒求需要氧气的体积;
(2)总反应式为2CH3OH+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O,正极是还原反应,氧气在正极放电,酸性条件下获得电子生成水,总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式;根据转移电子数目相等计算甲烷的物质的量,再根据V=nVm计算.

解答 解:(1)氧气在Ⅱ电极上发生氧化反应,电极Ⅰ上发生还原反应,NO2被氧化生成的氧化物只能是N2O5,电极Ⅰ上的电极反应式为:NO2+NO3--e-═N2O5,生成1molN2O5,失去1mol电子,得到1mol电子需要0.25mol氧气,0.25mol×22.4L/mol=5.6L,
故答案为:NO2+NO3--e-═N2O5;5.6;
(2)总反应式为2CH3OH+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O,正极是还原反应,氧气在正极放电,酸性条件下获得电子生成水,正极电极反应式为:3O2+12H++12e-=6H2O,总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+,即CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+,3.2g甲醇的物质的量为0.1mol,完全燃烧转移电子数为0.1mol×6=0.6mol,故需要甲烷的物质的量为$\frac{0.6}{8}$mol=0.075mol,需要甲烷的体积为0.075mol×22.4L/mol=1.68L,
故答案为:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+;1.68.

点评 本题考查了燃料电池的工作原理以及氧化还原反应方程式的书写、电极反应式书写及电子守恒的应用,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的,化学反应:H2+Cl2=2HCl的反应速率v可表示为:v=k[c(H2)]m•[c(Cl2)]n,k为常数,m,n值可用表中的数据确定
v(mol•L-1•s-1)c(H2)(mol•L-1)c(Cl2)(mol•L-1)
1.0k1.01.0
2.0k2.01.0
4.0k2.04.0
由此可推断m,n值正确的是(  )
A.m=1,n=1B.m=$\frac{1}{2}$,n=$\frac{1}{2}$C.m=$\frac{1}{2}$,n=1D.m=1,n=$\frac{1}{2}$

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

5.常温下,测得0.1mol/L氨水的pH=11,能说明NH3•H2O是弱电解质的实验操作是(  )
A.用pH计测定0.1mol/L氨水的pH
B.用pH试纸测定0.1mol/LNH4Cl溶液的pH
C.将氨水连接在一个带灯泡的通电电路中,观察灯泡亮度
D.等浓度、等体积的氨水和NaOH分别与等浓度的盐酸反应,比较消耗盐酸体积的多少

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

2.已知A、B、C、D、E、X存在图示转化关系(部分生成物和反应条件略).

(1)若E为非金属氧化物,则A与水反应的化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO.
①当X是碱性溶液,C分子中有22个电子时,表示X溶液呈碱性的离子方程式为CO32-+H2O?HCO3-+OH-,用结构式表示C分子:O=C=O.
②当X为金属单质时,则X与B的稀溶液反应生成C的离子反应方程式为Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O.
(2)若E为常见单质气体,D为白色胶状沉淀,A的化学式可能是Na或Na2O2,B中含有的化学键类型为离子键和极性共价键,C与X反应的离子方程式为Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓.
(3)若B为单质气体,D可与水蒸气在一定条件下发生可逆反应生成C和一种可燃性气体单质,则该可逆反应的化学方程式为CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g).t℃时,在密闭恒容的某容器中投入等物质的量的D和水蒸气,一段时间后达到平衡,该温度下反应的化学平衡常数K=1,则D的转化率为50%.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.某化学小组为测定下列各混合物中铝的质量分数,设计了如下实验方案:
①铜铝混合物$\stackrel{足量盐酸}{→}$充分反应测定生成气体的体积
②铜铝混合物$\stackrel{足量氢氧化钠溶液}{→}$充分反应测定剩余固体的质量
③铜铝混合物$\stackrel{空气中加热}{→}$充分反应测定所得固体的质量
④铁铝混合物$\stackrel{足量盐酸}{→}$充分反应测定生成气体的体积
以上方案可行的是(  )
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

19.某课外活动小组探究FeCl3溶液与Mg反应的实验:
(1)甲同学将镁条放入FeCl3溶液中有大量气泡,且溶液慢慢变成红褐色,产生红褐色的原因是:镁与水解生成的氢离子反应生成氢气,促进了三价铁离子的水解,生成红褐色的Fe(OH)3溶液.当反应继续一段时间后,产生了红褐色沉淀,导致沉淀的原因是一是生成氢氧化铁量多,二是溶液中的氯化镁也增多,离子浓度增大,使红褐色的Fe(OH)3溶液聚沉生成红褐色Fe(OH)3沉淀.(回答两个要点)
(2)乙同学分析了溶液中的离子,依据2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,你认为溶液中离子氧化性:Fe3+>H+(填>或<),他推测发生反应的离子方程式为2Fe3++Mg=2Fe2++Mg2+.
(3)丙同学为了证实乙同学分析的正确性,验证以上反应的存在(溶液还有Fe3+),该同学的实验操作和结论为取反应后的溶液少量于试管中,滴加KSCN溶液,如果不变血红色,说明反应存在,反之则没有存在.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

5.利用废旧铁皮(有铁锈)制备磁性纳米Fe3O4.制备流程图如图1:

(1)用Na2CO3溶液处理废旧铁皮的作用有A.
A.去除油污B.去除铁锈C.钝化
(2)①写出溶液A到溶液B发生的离子反应方程式2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O.
②由溶液B制得纳米Fe3O4的过程中,须持续通入N2,原因是在N2气流下,防止Fe2+被氧化.
③将制得纳米Fe3O4分散在蒸馏水中,所形成的分散系属于胶体
(3)用如图2装置要粗略测定废铁屑中铁的质量分数,可通过如下装置测出C容器中生成气体的体积.在检查装置气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,还需进行如下操作:
①记录C的液面位置;
②待B中反应结束后并恢复至室温;
③由A向B中滴加足量稀盐酸溶液;
④上下移动C,使干燥管液面和C中液面相平.
Ⅰ上述操作的顺序是③②④①(填序号).
Ⅱ盛放盐酸的仪器名称为分液漏斗.
装置中导管a的作用是保证液体顺利流下,减少收集气体的体积误差.
ⅢB中反应结束标志是容器B中固体完全消失或容器B中不产生气泡.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

2.如图1是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生成流程示意图:

回答下列问题:
(1)酸浸使用的是稀盐酸、过滤后滤液A中的金属阳离子是Fe2+、Fe3+(写离子符号);
(2)滤液B中加入NH4HCO3溶液的离子方程式Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O;
(3)煅烧FeCO3生成产品Ⅰ的化学反应方程式为4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2;
(4)已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图2所示,产品Ⅱ的化学式为K2SO4,为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥.
(5)检验产品Ⅱ晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是滴加过量Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液;
(6)步骤Ⅲ中可选用C(填序号)试剂调节溶液的pH.
A.稀硝酸  B.双氧水C.氨水   D.高锰酸钾溶液.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛.氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂.如图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程.

请回答下列问题:
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H=+489.0kJ•mol-1
②C(石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H=+172.5kJ•mol-1
用赤铁矿为原料在高炉炼铁过程中发生的主要反应为
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1.
(2)吸收剂X的溶质为FeCl2(写化学式).
(3)氧化剂Y为“84消毒液”的有效成分,则在碱性条件下反应①的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O.
(4)过程②是在某低温下进行的,反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4═K2FeO4+2NaOH,说明此温度下Ksp(K2FeO4)<Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”).假定此过程中Na2FeO4完全转化为K2FeO4,若最终制得粗产品K2FeO4 206.25t,产品纯度为96%,则理论上至少需要氧化剂Y的质量是55.875t.
(5)高铁电池是一种新型二次电池,电解液为强碱溶液,其电池反应为
3Zn+2K2FeO4+8H2O$?_{放电}^{充电}$3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时电池的负极反应式为Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2.

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