某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
①检查气体发生装置A的气密性的操作是 。
②整套实验装置存在一处明显的不足,请指出: 。
(2)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯。 |
D装置中:溶液变红 E装置中:水层溶液变黄, 振荡后,CCl4层无明显变化。 |
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为:
|
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。
D装置中:红色慢慢褪去。
E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2>(SCN)2 。 ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl,它呈红色(略带黄色),沸点约5℃,与水发生水解反应。 ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。 |
①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因:
,
请设计简单实验证明上述解释: 。
②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因: 。
③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中,该反应的化学方程式为 。
据报道,一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
已知:①CH3CH2OH(l)+3 O2 (g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1366.8 kJ/mol
②2H2 (g)+O2 (g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
(1)写出由CO2 和H2 反应合成 CH3CH2OH (l) 和H2O(l)的热化学方程式 。
(2)碱性乙醇燃料电池易储存,易推广,对环境污染小,具有非常广阔的发展前景。该燃料电池中,使用铂作电极,KOH溶液做电解质溶液。通入乙醇燃气的一极为 极,该极上的电极反应式为 。
(3)用乙醇燃料电池电解400 mL 饱和食盐水装置可简单表示如下图:
该装置中发生电解反应的方程式为 ;在铁棒附近观察到的现象是 ;当阴极产生448 mL气体(体积在标准状况下测得)时,停止电解,将电解后的溶液混合均匀,溶液的pH为 。(不考虑气体的溶解及溶液体积的变化)
氨在国民经济中占有重要地位。
(1)合成氨工业中,合成塔中每产生2molNH3,放出92.2 kJ热量。
①工业合成氨的热化学方程式是 。
②若起始时向容器内放入2molN2和6molH2,达平衡后放出的热量为Q,则Q(填“>”、“<”或“=”)_______184.4 kJ。
③已知:
1molN-H键断裂吸收的能量约等于 kJ。
(2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃ |
165 |
175 |
185 |
195 |
K |
111.9 |
74.1 |
50.6 |
34.8 |
①焓变ΔH(填“>”、“<”或“=”)_______0。
(3)已知:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180 kJ·mol-1
②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH2=-92.4 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
氨的催化氧化反应的热化学方程式为
二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
(1)工业上制备ClO2的反应原理常采用:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是_______(填序号)。
A.只有还原性 B.还原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性
②若上述反应中产生0.1molClO2,则转移电子的物质的量为_______mol。
(2)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①上图示意用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。写出阳极产生ClO2的电极反应式: 。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因 。
ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN- a mg/L,现用ClO2将CN-氧化,只生成两种气体,其离子反应方程式为 ,处理100 m3这种污水,至少需要ClO2 _______mol。
合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:
温 度(℃) |
360 |
440 |
520 |
K值 |
0.036 |
0.010 |
0.0038 |
(1)①写出工业合成氨的化学方程式 。
②由上表数据可知该反应为放热反应,理由是 。
③理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是 。(填序号)
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应 CH4(g)+H2O (g)CO(g)+3H2(g) 获取,已知该反应中,当初始混合气
中的 恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是:P1 P2(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2(g) 获取。
①T ℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度
为0.08 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为 ,该温度下反应的平衡常数K值为 。
②保持温度仍为T ℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说
明体系处于平衡状态的是 (填序号)。
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2)=1 : 16 : 6 : 6
某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4(高铁酸钠)等产品,过程如下:
I.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤;
II.向I所得固体中加入过量稀H2SO4,充分反应后过滤;
III.向II所得固体中继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液;
IV.(1)步骤I中发生反应的化学方程式为 、 。
(2)步骤II所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,用离子方程式解释其
可能的原因 。
(3)步骤III获得CuSO4溶液的离子方程式为 。
(4)步骤II所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4,流程如下:
①测得滤液中c(Fe2+) 为a mol·L-1,若要处理1 m3滤液,理论上需要消耗25 % 的H2O2溶液_________kg
(用含a的代数式表示)。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式___________。