(18分)如下图所示,某同学设计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。
根据要求回答相关问题:
(1)通入氧气的电极为________(填“正极”或“负极”),写出负极的电极反应式________________________________________________________。
(2)铁电极为________(填“阳极”或“阴极”),石墨电极(C)的电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)反应一段时间后,乙装置中生成氢氧化钠主要在________(填“铁极”或“石墨极”)区
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为________;丙装置中阴极析出铜的质量为________。
(15分)某化学兴趣小组需100 mL某物质的量浓度的FeSO4溶液作标准试剂,现有外观颜色发黄的硫酸亚铁晶体、浓硫酸、稀盐酸、KMnO4溶液、溴水、KSCN溶液、石蕊、酚酞及中学化学常用化学仪器,实验过程如下:
Ⅰ.配制FeSO4溶液
(1)下列关于FeSO4溶液配制操作步骤的合理顺序为________(填字母)。
A.在盛适量水的烧杯中滴加少量浓H2SO4后搅拌均匀并冷却到室温
B.称取一定质量的FeSO4晶体样品
C.将样品溶于已配制的稀H2SO4中,用玻璃棒搅拌至样品充分溶解
D.过滤后,将滤液转移到容量瓶中,加水稀释至指定刻度
E.往硫酸亚铁溶液中加入稍过量的铁粉,充分搅拌,静置一段时间至不再有气体冒出为止
(2)回答下列问题:
①将样品溶于稀H2SO4,而不直接溶于水的理由是_____________________________________________________________________。
②在配制硫酸亚铁溶液时,需加入铁粉的理由是
________________________________________________________________________。
Ⅱ.标定FeSO4溶液的浓度
(1)用移液管量取20.00 mL FeSO4溶液放入锥形瓶中,用0.10 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴至终点,耗去KMnO4溶液20.00 mL,若生成物中Mn元素全部呈+2价,滴定反应的离子方程式为______ __,据此可测得FeSO4溶液的物质的量浓度为______ __mol·L-1。
(2)滴定时选用________(A.石蕊 B.酚酞 C.不用指示剂,填字母)为指示剂,理由是____________________________________________________________________。
(10分)温室效应和资源短缺等问题和如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是________。
A.ΔH>0,ΔS>0
B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0
D.ΔH<0,ΔS>0
(2)该反应平衡常数K的表达式为________________________________。
(3)温度降低,平衡常数K________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)________mol·L-1·min-1。
(5)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有________。
A.升高温度
B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离
D.再充入1 mol CO2和3 mol H2
E.充入He(g),使体系总压强增大
中和滴定是一种操作简单,准确度高的定量分析方法。实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点,下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是( )
A.用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度:KMnO4——紫红色
B.利用“Ag++SCN-===AgSCN↓”原理,可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度:Fe(NO3)3——红色
C.利用“2Fe3++2I-===I2+2Fe2+”,用FeCl3溶液测量KI样品中KI的百分含量:
淀粉——蓝色
D.利用OH-+H+===H2O来测量某盐酸溶液的浓度时:酚酞——浅红色
为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置,下列有关说法中错误的是( )
A.正极的电极方程式为:O2+2H2O+4e-===4OH-
B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成
C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈
D.向铁电极附近吹入O2比向石墨电极附近吹入O2,铁锈出现得快
欲使0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中c(H+)、c(CO32-)、c(HCO3-)都减小,其方法是( )
A.通入CO2
B.加入NaOH固体
C.通入HCl
D.加入饱和石灰水溶液