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I.A~J分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如图1所示(部分反应...

I.A~J分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如图1所示(部分反应物、生成物没有列出),且已知G为主族元素的固态氧化物,A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素.请填写下列空白:
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(1)A、B、C、D、E、F六种物质中含有的同一种元素在周期表中位置______
(2)写出反应④的离子方程式______
(3)若向气体K的水溶液中加入盐酸,使其恰好完全反应,所得溶液的pH______7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因:______
II.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀.Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用.阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用.某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置如图2所示.
(1)电解池阳极的电极反应分别是①______; ②4OH--4e-=2H2O+O2↑.
(2)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极.已知负极的电极反应是:CH4+4manfen5.com 满分网-8e-=5CO2+2H2O
①正极的电极反应是______
②为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定.为此电池工作时必须有部分A物质参加循环.则A物质的化学式是______
(3)实验过程中,若在阴极产生了44.8L(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)______ L.
G为主族元素的固态氧化物,在电解条件下生成I和H,能与NaOH溶液反应,说明G为Al2O3,与NaOH反应生成NaAlO2,而I也能与NaOH反应生成NaAlO2,则I为Al,H为O2,C和碱、D和气体K反应生成E、F,则说明E、F都为氢氧化物,E能转化为F,应为Fe(OH)2→Fe(OH)3的转化,所以E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,则C为FeCl2,D为FeCl3,K为NH3,B为Fe3O4,与Al在高温条件下发生铝热反应生成A,即Fe,结合对应单质、化合物的性质解答该题. 【解析】 I.G为主族元素的固态氧化物,在电解条件下生成I和H,能与NaOH溶液反应,说明G为Al2O3,与NaOH反应生成NaAlO2,而I也能与NaOH反应生成NaAlO2,则I为Al,H为O2,C和碱反应生成E、F,D和气体K反应也生成E、F,则说明E、F都为氢氧化物,E能转化为F,应为Fe(OH)2→Fe(OH)3的转化,所以E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,则C为FeCl2,D为FeCl3,K为NH3,B为Fe3O4,与Al在高温条件下发生铝热反应生成A,即Fe,则各物质分别为:A、Fe;B、Fe3O4;C、FeCl2;D、FeCl3;E、Fe(OH)2;F、Fe(OH)3;G、Al2O3;H、O2;I、Al;K、NH3; (1)A、B、C、D、E、F六种物质中的含有同一种元素铁元素,在周期表中位置,位于周期表第4周期、第Ⅷ族, 故答案为:第4周期、第Ⅷ族; (2)反应④是金属铝和氢氧化钠溶液的反应,Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2, 反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑; (3)气体K的水溶液为一水合氨溶液,加入盐酸,使其恰好完全反应生成氯化铵和水,氯化铵在水溶液中水解显酸性,所以PH<7;反应的离子方程式为:NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+; 故答案为:<; NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+; II.(1))活泼金属电极做电解池的阳极,通甲烷的一端是原电池的正极,连接的铁做电解池的阳极,所以铁电极本身放电;,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+;故答案为:Fe-2e-=Fe2+; (2)①燃料电池中,正极发生的反应一定是氧气得电子的过程,该电池的电解质环境是熔融碳酸盐,所以电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32- (或2O2+4CO2+8e-=4CO32-),故答案为:O2+2CO2+4e-=2CO32- (或2O2+4CO2+8e-=4CO32-);   ②电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳(CO2),故答案为:CO2; (3)阴极的电极反应为:2H++2e-=H2↑,阴极产生了44.8L(标准状况)即2mol的氢气产生,所以转移电子的物质的量为4mol,根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,当转移0.1mol电子时,消耗CH4(标准状况)的体积V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L,故答案为:11.2.
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考点分析:
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实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体.
(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为______;为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置______
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(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:以空气为氧化剂法
方案1:以空气为氧化剂.将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应.
方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应.向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜.反应完全后,加物质甲调节pH,铁元素全部沉淀,然后过滤、浓缩、结晶.
已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22,Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,Ksp[Fe((OH)3]≈10-38
请回答下列问题:
如开始加入的铜粉为3.2g,最后所得溶液为500mL,溶液中含有铁元素0.005mol.
①方案1中的B仪器名称是______
②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为______
③方案2中甲物质可选用的是______
A、CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2(OH)2CO3   E、Fe2(SO43
④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因______
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol•L-1的稀硫酸中,控温在50℃.加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4•5H2O 10.5g.
请回答下列问题:
⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是______
⑥本实验CuSO4•5H2O的产率为______
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(1)t℃时,将2molSO2和1mol O2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2 (g)+O2 (g)⇌2SO3 (g);△H=-196kJ•mol-1.2min时反应达到化学平衡,此时测得反应放出的热量为39.2kJ.请填写下列空白:①下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是(填标号,下同)______
A.容器内压强不再发生变化      
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体质量不再发生变化  
D.容器内气体密度不再发生变化
②从反应开始至达到化学平衡,生成SO3平均反应速率为______;该条件下反应的平衡常数K=______(精确到小数点后两位)
③反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反应方向移动并能提高SO2转化率的是______
A.向容器中通入少量O2
B.向容器中通入少量SO2
C.使用催化剂
D.降低温度
E.向容器中通入少量氦气
④上述反应达平衡后,判断下列情况下平衡移动的方向(填“向右”、“向左”或“不移动).
再通入1.6molSO2、0.8molO2、0.4molSO3______;再通入0.2molSO2、0.2molSO3______
(2)工业生产中产生含SO2的废气,经石灰吸收和氧化后制成硫酸钙,硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、水泥等.已知25℃时,Ksp(CaSO4)=7.10×10-5.向0.100L 含CaSO4固体的溶液中加入2.22gCaCl2粉末充分搅拌,假设溶液的体积变化忽略不计,则溶液中CaSO4固体的质量将______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),Ksp(CaSO4)将______
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下列说法正确的是( )
A.某酸H2A的钠盐NaHA溶液中:c(H2A)>c(A2-),则该溶液的pH>7
B.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后的溶液中:2c(Na+)=c(CH3COO-
C.饱和Ca(OH)2溶液中加入一定量的生石灰,恢复至原来的温度,所得溶液的pH会增大
D.0.2mol•L-1NH4NO3和0.lmol•L-1NaOH溶液等体积混合后:c(NH4+)>c(NO3-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+
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有一反应:2A+B⇌2C,其中A、B、C均为气体,下图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线,x轴表示温度,y轴表示B的转化率,图中有a、b、c三点,如图所示,则下列描述正确的是( )
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A.该反应是放热反应
B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.T1温度下a点表示若想达到平衡,可以采取增大压强的方法
D.c点可表示v(正)<v(逆)
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通过对实验的观察、分析推理、得出正确的结论是化学学习的主要方法之一.对下列实验事实或现象的解释正确的是( )
A.KI淀粉溶液中通入Cl2,溶液变蓝原因是淀粉能与Cl2发生显色反应
B.浓硝酸在光照条件下变黄是由于浓硝酸不稳定,生成有色物质能溶于浓硝酸
C.某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成说明该溶液中含有SO42-
D.常温下,浓硫酸可储存在铁质或铝制器皿中说明常温下铁和铝与浓硫酸不反应
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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