(10分)有一含NaCl、Na2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如下实验,通过测量反应前后C、D装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。
(1)加热前通入空气的目的是 ____________,操作方法为___________________。
(2)装置A、C、D中盛放的试剂分别为A___________,C__________,D__________。
(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量将__________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”,下同);若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,则测定结果中测定结果中NaHCO3的含量将___________;若撤去E装置,则测得Na2CO3•10H2O的含量 。
(4)若样品质量为 w g,反应后C、D增加的质量分别为 m1 g、m2 g,由此可知混合物中NaHCO3质量分数为_____________________(用含w、m1、m2的代数式表示)。
(8分)无铁硫酸铝是制造高档纸张和高级织物的重要原材料,制取无铁硫酸铝的工艺流程如下图所示。铝土矿酸溶后得到含铁(Fe2+和Fe3+)的硫酸铝溶液,再经过后续加工,最终得到成品无铁硫酸铝(溶液中各种金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见表)。
(1) 试剂X可以用下列试剂中的__________(填编号)
a.铝土矿粉 b.氢氧化钠 c.氧化钙
|
开始 |
完全 |
Fe2+ |
7.6 |
9.7 |
Fe3+ |
2.7 |
3.7 |
Al3+ |
3.3 |
5.0 |
Mn2+ |
8.3 |
9.8 |
(2)生产中控制pH为3而不大于3的原因是_________________ ;
(3)除铁时,必须先加入高锰酸钾溶液,目的是_____________________;高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应生成活性二氧化锰,写出反应的化学方程式____________________ ;
(4)滤渣的含铁成分是__________;
(5)活性二氧化锰能和Fe(OH)3发生吸附共沉作用,用化学平衡理论解释活性二氧化锰的作用____________ 。
(11分) 右图为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。电池总反应为2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O。(已知甲醇的标准燃烧热为-725.76kJ ·mol-1)
(1)该装置中 (填a或b)为电池的负极,其电极反应为 。
(2)已知任何反应都具有一定的可逆性。该甲醇质子交换膜燃料电池在实际工作中,各反应物、生成物均以气态的形式存在且反应也具有一定可逆性,即其反应原理可表示为2CH3OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g),试写出该条件下反应的平衡常数表达式K= ; 在电脑的使用过程中,电池的温度往往因为各种原因会升高,试判断温度升高时该反应的平衡常K将 (填增大、减小、不变),其反应的正反应速率将 (填增大、减小、不变);逆反应速率将 (填增大、减小、不变);温度升高 (填有利或不利于)电池将化学能转化为电能。
(3)又已知在该条件下H2O(l)=H2O(g)ΔH=+akJ·mol-1;CH3OH(l)= CH3OH(g) ΔH=+b kJ·mol-1。若常温下一定量的甲醇完全燃烧生成液态水释放出了1451.52 kJ的能量,则等质量的甲醇利用图示装置理论上可提供 mol电子的电量。
(10分)下表为部分短周期元素化合价及相应氢化物沸点的数据:
元素性质 |
元素编号 |
|||||||
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
|
氢化物的沸点(℃) |
-60.7 |
-33.4 |
-111.5 |
100 |
-87.7 |
19.54 |
-84.9 |
-161.5 |
最高化合价 |
+6 |
+5 |
+4 |
|
+5 |
|
+7 |
+4 |
最低化合价 |
-2 |
-3 |
-4 |
-2 |
-3 |
-1 |
-1 |
-4 |
已知:①A与D可形成化合物AD2、AD3,可用于制备强酸甲;
②B与D可形成化合物BD、BD2,可用于制备强酸乙。
请回答:
(1)表中属于第三周期元素的是 (用表中元素编号填写)。
(2)写出H的最高价氧化物的电子式: ;
比较A、D、G三种简单阴离子的半径大小:r( )>r( )>r( ) (均用实际的元素符号表示)。
(3)由表中D元素和氢元素的原子按1:1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)________________。
a.MnO2 b.FeCl3 c.Na2SO3 d.KMnO4
(4)分子组成为ADG2的物质在水中会强烈水解,产生使品红溶液褪色的无色气体和一种强酸。该反应的化学方程式是: 。
将某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL。平均分成两等份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2g;向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示(已知硝酸均只被还原为NO气体)。下列分析或结果不正确的是
A.第二份溶液中最终的溶质为FeSO4
B.OA段产生的气体是NO,AB段的反应为
Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段产生的气体是H2
C.原混合酸中NO-3的物质的量共为0.4mol
D.原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为5mol·L-1
室温时,CaCO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知CaCO3的溶度积(室温)为2.8×10-9,下列说法中不正确的是
A.x的数值为2×10-5
B.c点时有CaCO3生成
C.加入蒸馏水可使溶液由d点变成 a点
D.b点与d点对应的溶度积相等