【化学一选修2:化学与技术】
水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。请回答下列问题:
(1)水质优劣直接影响人体健康。天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是______________________(填两种物质的名称),其净水作用的原理是 _______________________________________________________________。
(2)水的净化与软化的区别是______________________________________。
(3)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol·L-1,c(Mg2+)=6×10-4mol·L-1,则此水的硬度为________。
(4)若(3)中的天然水还含有c(HCO3-)=8×10-4mol·L-1,现要软化10 m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2________g,后加入Na2CO3________g。
(5)如图是电渗析法淡化海水的原理图,其中电极A接直流电源的正极,电极B接直流电源的负极。
①隔膜A是________(填“阴”或“阳”)离子交换膜;
②某种海水样品,经分析含有大量的Na+、Cl-以及少量的K+、SO42-若用上述装置对该海水进行淡化,当淡化工作完成后,A、B、C三室中所得溶液(或液体)的pH分别为pHa、pHb、pHc,则其大小顺序为_______________________。
汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol (条件为使用催化剂)
已知:2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则 N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= kJ·mol-1。
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
则C2合理的数值为 (填字母标号)。
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
则曲线II对应的实验编号为 。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
i | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
ii | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
iii | 900 | a | b | c | d | t |
①实验组i中以v(CO2)表示的反应速率为 ,温度升高时平衡常数会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若a=2,b=1,则c= ,达平衡时实验组ii中H2O(g)和实验组iii中CO的转化率的关系为αii (H2O) αiii (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为________________。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式 。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.4mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。
镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度:NiC2O4 >NiC2O4。·H2O > NiC2O4·2H2O。
③Ksp (Ni(OH)2): 5.0×10-16 , Ksp (NiC2O4): 4.0×10-10。
回答下列问题:
(1)酸溶后所留残渣的主要成份 (填物质名称)。
(2)用NiO调节溶液的pH,析出沉淀的成分为____________________(填化学式);
(3)写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式_____________________________。
(4)写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式 ,该反应的平衡常数为 。
(5)电解过程中阴极反应式为: ,沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化,写出氧化反应的离子方程式: 。
(6)铁镍蓄电池,放电时总反应:Fe+Ni2O3+3 H2O Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法不正确的是 。
A.电池的电解液为碱性溶液,电池的正极为Ni2O3、负极为Fe
B.电池充电时,阴极附近溶液的pH降低
C.电池放电时,负极反应为Fe+20H一一2e一 Fe(OH)2
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+20H一一2e一 Ni2O3+3 H2O
实验室从含碘废液中测定I-的含量以及碘的回收过程如下:
Ⅰ.含碘废液中I-含量的测定
用移液管量取25.00 mL废液于250 mL锥形瓶中,分别加入5 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液和10 mL 20% NH4Fe(SO4)2·12H2O溶液,摇匀,小火加热蒸发至碘完全挥发,取下锥形瓶冷却后,加入10 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液,加入几滴二苯胺磺酸钠(用作指示剂),用0.025 0 mol·L-1标准K2Cr2O7溶液进行滴定到终点。重复3次,数据记录见下表:(已知反应:
①2Fe3++2I-===2Fe2++I2 ②6Fe2++Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O)
次数 | 1 | 2 | 3 |
滴定体积/mL | 19.60 | 19.65 | 19.55 |
Ⅱ.碘的回收
取250 mL含碘废液于烧杯中,加入Na2S2O3溶液,并将饱和CuSO4溶液在不断搅拌下滴加到废液中,加热至70℃左右完全反应生成CuI沉淀。过滤,得到的CuI沉淀按图1进行操作,检查装置的气密性后,从分液漏斗中逐滴加浓硝酸(注意滴液的速度),完全反应后,通过减压过滤,得到粗碘固体产品和抽滤液,然后按图2进行粗碘的提纯。
请回答下列问题:
(1)简述图2实验装置中烧瓶的作用_____________________________________。
(2)某同学欲配制200 mL 2 mol·L-1的H2SO4,配制方法合理的是________。
A.在200 mL 1 mol·L-1的H2SO4中加入22.4 L标准状况下的SO3
B.向100 mL 4 mol·L-1的H2SO4中加入100 mL水
C.取5 mol·L-1的H2SO4 80.0 mL,加水至200 mL
D.将16 g NaOH固体加入到200 mL 3 mol·L-1的H2SO4溶液中
(3)在盛有废液的锥形瓶中先加入5 mL 2 mol·L-1H2SO4的目的是________。
(4)根据滴定的有关数据,计算该废液中I-的含量为_____g·L-1(保留小数点后两位)。
(5)写出图1锥形瓶中发生反应的化学方程式:______________________________。
(6)按图2装置进行粗碘提纯,采用的分离方法是________,a、b为冷凝水进出口,其中________(填“a”或“b”)接水龙头,最终能得到较多较高纯度的单质碘。
常温下,向20 mL 0.2 mol·L-1二元酸H2A溶液中滴加0.2 mol·L-l NaOH溶液,有关微粒物质的量变化如图。下列叙述正确的是( )
A.当V(NaOH)=20 mL时,溶液中各离子浓度的大小顺序为:c(Na+)>c(HA-)>c( A2-)>c( OH-)> ((H+)
B.等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水中的大
C.等浓度H2A和NaHA的混合溶液中无论加入少量的强酸或强碱,溶液的pH变化都不大
D.当V(NaOH) =40 mL时,升高温度,c(Na+)/c(A2-)减小
有一兴趣小组准备在实验室中制H2,装置如图所示。可是在实验室 中发现酸液不足而又无其他酸液可加入。为达到实验目的,可以从长颈漏斗中加入适量的试剂是( )
①NaNO3溶液;②酒精;③CCl4;④苯;⑤Na2CO3溶液;⑥KCl溶液。
A.①②③ B.②④⑤ C.①②④⑥ D.②③⑥