(17分)随着世界工业经济的发展、人口的剧增,全球能源紧缺面临着越来越严重的问题,煤经过化学加工可转化为气体或液体以及各种化工产品,从而提高了煤的利用率。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ·mol-1
①该反应的平衡常数表达式为 。
②下列措施中,不能提高碳的转化率的是 (填字母序号)
A.容器的体积不变,增加水蒸气的物质的量 B.缩小容器的体积,增大压强
C.及时将水煤气从容器中移走 D.其他条件不变,升高温度
③又知C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ·mol-1
则CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的焓变(△H)为 。
(2)CO和H2在一定条件下可反应生成甲醇,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。甲醇作为一种可再生能源燃料,可用于燃料电池。下图是甲醇燃料的原理示意图:
①a处通入的是 (填物质名称),该电池工作过程中,H+的移动方向
为从 到 (填“左”或“右”)
②该电池正极反应式为 。
③若用该电池提供的电能电解600ml 0.2mol·L-1NaCl溶液,设有0.01molCH3OH完全放电,且电解产生的Cl2全部溢出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解时阴极反应式为 ,电解结束后所得溶液的pH= 。若向电解后的溶液加入适量的醋酸至溶液的pH恰好等于7(反应前后忽略溶液体积的变化),则此时溶液中c(Na+):c(CH3COO-)= 。
(15分)某校化学兴趣小组为探究SO2气体的还原性设计了如下装置图:
(1)SO2气体还原Fe3+的离子反应方程式为 ;
(2)实验中所需的SO2气体可以用浓硫酸和铜反应来制取,该反应的化学方程式为
,在反应表现了H2SO4的哪些性质 。
(3)装置C的作用是 。
(4)若要从A中得到溶液提取晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有 (填字母序号)。
A.蒸发皿 B.石棉网 C.漏斗 D.烧杯
E.玻璃棒 F.坩埚
(5)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应他们取A中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案①:往第一份试液中加入KMnO4溶液,不变红,紫色褪去。
方案②:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。
方案③:往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀
上述方案不合理的一个方案 (填数字序号),原因是 。
(6)上述装置中能表明I-的还原性弱于SO2的现象是 。
(12分)构成物质的微粒很多,离子就是构成物质的基本微粒之一,下表是中学化学中常见的几种离子:
回答下列问题:
(1)K+离子的结构示意图 ,Cl在周期表中的位置是 。
(2)将含OH-离子的溶液滴入浓度为0.1mol/L的Al3+和NH+4的混合溶液中,若测得溶液中NH+4减少了一半,则此时溶液中 (填“存在”或“不存在”)大量的Al3+。
(3)物质A和B分别由上表中的两种离子组成,将它们分别溶于水中,A的溶液显酸性,B的溶液显碱性且B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钻玻璃观察),将A、B两溶液混合,既有白色沉淀生成,又有无色无味的气体生成。则A中含有的阳离子是 ,B溶液显碱性的原因是(用离子方程式和必要的文字说明) 。
(4)常温下,将(NH4)2CO3溶于水,得到含有大量NH4+和CO2-3的溶液,往溶液中滴入少量氨水,测得溶液中NH+4和CO2-3的浓度比为2:1,则此时该溶液的pH (填“<”、 “=”或“>”)7。
(5)在微生物作用下的条件,NH+4可被空气氧化成NO-3。写出该反应的离子方程式
。
(8分)(1)化学是一门以实验为基础的学科,化学实验是化学学习的重要内容。根据你掌握的知识判断,下列实验操作的描述中,正确的是 (填字母序号)。
A.从试剂瓶中取出的药品,若有剩余再放回原试剂瓶
B.各放一张质量相同的滤纸于天平的两托盘上,将NaOH固体放在左盘纸上称量
C.蒸馏操作时冷凝管进出水的方向是上口进,下口出
D.NaOH溶液不能保存在带有玻璃塞的试剂瓶中
E.将稀盐酸滴到pH试纸上,并与标准比色卡比较,测定稀盐酸的pH
F.分液操作所示,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体上口倒出
(2)化学实验中,不正确的操作会对实验结果的准确性造成一定的影响,请用“>”、“<”或“=”填写下列空白:
①用托盘天平称取8.4g氯化钠,若将砝码和氯化钠的位置放颠倒了,所称取氯化钠的质量
8.4g。
②用容量瓶配制500mL0.1mol·L-1NaOH溶液,定容时仰视刻度线,所得NaOH溶液的物质的量浓度 0.1mol·L-1。
③中和滴定实验时锥形瓶用蒸馏水洗净后未用标准液润洗,则测得锥形瓶中待测液的浓度 实际浓度。
将FeO、Fe2O、Fe3O4混合物均分成两等份,在相同条件下,一份用足量H2还原,参加反应H2的体积为V1,另一份用足量浓NHO3处理得NO2(无其它还原性气体生成)气体体积为V2,若V1:V2=4:1(V1和V2均在相同条件下测定),测原混合物中各成分的物质的量之比可能为( )
A.2:3:2 B.3:3:2 C.3:2:2 D.无法计算
在醋酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是 ( )
①0.1mol·L-1的醋酸溶液的pH约为3
②醋酸易溶于水
③0.1mol·L-1的醋酸溶液10ml恰好与10ml0.1mol·L-1的NaOH溶液完全反应
④在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸的弱
⑤在常温常压下,0.1mol·L-1的醋酸钠溶液的pH大于7
A.①②④ B.③④⑤ C.①④⑤ D.②③④