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二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料气,其储运、燃烧安全性、理论燃烧温度...

二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料气,其储运、燃烧安全性、理论燃烧温度等性能指标均优于液化石油气,也可用作燃烧电池的燃料,具有很好的好展前景。

(1)已知H2、CO和CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol,则工业上利用水煤气成分按1:1合成二甲醚的热化学方程式为:            

(2)工业上采用电浮远凝聚法处理污水时,保持污水的pH在5.0,通过电解生成Fe(OH)3胶体,吸附不溶性杂质,同时利用阴极产生的H2,将悬浮物带到水面,利于除去。实验室以二甲醚燃料电池模拟该方法设计的装置如下图所示:

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乙装置以熔融碳酸盐为电解质,稀土金属材料为电极。写出该燃料电池正极电极反应式          ;下列物质可用做电池熔融碳酸盐的是             

A.MgCO3       B.Na2CO3      C.NaHCO3     D.(NH4)2CO3

写出甲装置中阳极产物离子生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式                  

已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,电解一段时间后,甲装置中c(Fe3+)=   

已知:H2S的电离平衡常数:K1=9.1×10-8K2=1.1×10-12H2CO3的电离平衡常数:K1=4.31×10-7K2=5.61×10-11。测得电极上转移电子为0.24mol时,将乙装置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,下列选项正确的是

A.发生反应的离子方程式为:CO2+S2-+H2O=CO32-+H2S

B.发生反应的离子方程式为:CO2+S2-+H2O=HCO3-+HS-

Cc(Na+)=2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]

Dc(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)

Ec(Na+)>c(HCO3-)>c(HS-)>c(OH-)

 

(1)2H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)   △H=-246.4 kJ·mol-1 (2)① O2+4e-+2CO2=2CO32-; B   ②4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+ ③4.0×10-11mol/L    ④B、C、E 【解析】(1)由盖斯定律可知,工业上用水煤气按1:1合成二甲醚的热化学方程式是, 2H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)  △H=-246.4 kJ·mol-1。 (2)①以二甲醚为燃料的电池,二甲醚从负极通入,氧气从正极通入,正极电极的反应式是O2+4e-+2CO2=2CO32-;NaHCO3和(NH4)2CO3受热易分解,所以不能用熔融碳酸盐电解质。MgCO3和Na2CO3都是离子化合物,离子键前者大于后者,熔化需要更从的能量,所以用Na2CO3来做熔融盐电池的电解质。 ②在甲装置中,Al做阴极,Fe做阳极,阳极发生氧化反应,Fe-2e-=Fe2+,然后发生反应,4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+,产生Fe(OH)3吸附不溶性杂质,从而使水变澄清。 ③在常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38mol/L ,pH=5.0,c(OH-)=10-9mol/L,代入ksp从而求得c(Fe3+)=4.0×10-11mol/L。 ④乙装置中阴极上甲醚失电子生成二氧化碳,根据CH3OCH3-2CO2-12e-计算n(CO2)=0.04mol,n(Na2S)=0.2mol/L×0.2L=0.04mol,根据电离平衡常数知发生反应CO2+S2-+H2O═HCO3-+HS-,则溶液中的溶质是等物质的量浓度的NaHCO3和NaHS。通过以上分析可知A错误,B正确;C由物料守恒的正确;D为电荷守恒正确的应是c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)+c(HS-)+c(HCO3-),故错误;E中碳酸氢根离子和硫氢根离子都水解和电离,但程度都较小,钠离子不水解,根据电离平衡常数知,HCO3-水解程度小于HS-,故E正确;  
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考点分析:
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某课外活动小组同学用如图装置进行实验,试回答下列问题。

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(1)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为           ,总反应的离子方程式为           ,有关上述实验,下列说法正确的是(填序号)       

溶液中Na+向A极移动

从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝

反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子

(2)上述实验反应一小段时间后,再把开关K与a连接,则B极的电极反应式为        

(3)该小组同学认为如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,则可以设想用如下图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

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该电解槽的阳极反应式为      。此时通过阴离子交换膜的离子数      (填”大于”或”小于”或”等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

制得的氢氧化钾溶液从出口       (填写“A”、“B”、“C”、“D”)导出。

通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因                

若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为                   

燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。液态肼(分子式N2H4)可以在氟气中燃烧生成氮气和氟化氢。利用肼、氟气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式         

 

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碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

(1)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:

2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)    Ha kJ·mol1

3AlCl(g) 2Al(l)AlCl3(g)                     Hb kJ·mol1

反应Al2O3(s)3C(s)2Al(l)3CO(g)H=       kJ·mol1(用含ab的代数式表示);

2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)满分5 manfen5.comN2(g)+CO2(g)  H=Q kJ·mol1T1时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

           时间(mol/L

浓度(mol/L

 0

10

20

30

40

50

NO

1.00

0.68

0.50

0.50

0.60

0.60

N2

0

0.16

0.25

0.25

0.30

0.30

CO2

0

0.16

0.25

0.25

0.30

0.30

010min内,NO的平均反应速率v(NO)        T1时,该反应的平衡常数K      

30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是       (填字母编号)。

a.通入一定量的NO            b.加入一定量的活性炭

c.加入合适的催化剂           d.适当缩小容器的体积   

30min后升高温度至T2,达到平衡时,容器中NON2CO2的浓度之比为311,则Q         0(填“>”“<”)。

在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是      (填选项编号)。

a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g) 

b.反应体系的温度不再发生改变

c.混合气体的密度不再发生改变                

d.反应体系的压强不再发生改变

(3)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示:

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请写出该电池正极反应式           ;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH      (不考虑溶液体积的变化)。

 

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利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤,已知

SO2(g)+满分5 manfen5.comO2(g)满分5 manfen5.com SO3(g)H=-98 kJ·mol-1

(1)某温度下该反应的平衡常数K=满分5 manfen5.com,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol

SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v         v(填“<”、“>”或“=”)。

(2)一定温度下,向一带塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为        

(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是      (填字母)。

A保持温度和容器体积满分5 manfen5.com不变,充入1.0 mol O2

B保持温度和容器内压强不变,充入1.0 mol SO3

C降低满分5 manfen5.com温度

D移动活塞压缩气体

(4)若以右图所示装置,用电化学原理生产硫酸,写出通入O2电极的电极反应式为          

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(5)为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为       

 

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CuCl2溶液中的铜主要以Cu(H2O)42+、CuCl42-形式存在,它们间有如下转化关系:Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl-满分5 manfen5.comCuCl42-(黄色)+4H2O;电解不同浓度的CuCl2溶液,均可看做Cu2+、Cl-直接放电。下图为电解浓度较大CuCl2溶液的装置,实验开始后,观察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢变蓝。回答下列问题:

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(1)甲电极的电极反应式为_________________。

(2)丙中溶液变蓝是乙电极产物与KI反应导致的,该反应的化学方程式为___。

(3)随电解的不断进行,U型管中溶液的颜色变化为__________;

A.由黄色变为浅蓝色    B.由蓝色变为浅黄色

溶液颜色变化的原因是_________________。

(4)当电解到一定程度,甲电极附近出现蓝色Cu(OH)2絮状物。经测甲电极附近溶液的pH=a,此时甲电极附近溶液中c(Cu2+)=______ mol·L-1。(已知:Cu(OH)2的Ksp=2.2×10-20

(5)电解较长时间后,丙中溶液的蓝色又会褪去,这是因为乙电极产物进一步将I2氧化为IO3-,该反应的离子方程式为_____________。

 

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I.800时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O维持恒温,发生反应CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comH2(g)+CO2(g),反应过���中测定的部分数据见下表:

反应时间/min

0

2

4

6

n(CO)/mol

1.20

0.90

 

0.80

n(H2O)/ mol

0.60

 

0.20

 

反应在2 min内的平均速率为v(H2O)=__________;

800时,化学平衡常数K的值为______________;

保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率______(填“增大”或“减小”或“不变”)。

在恒温恒压密闭容器中通入CO和H2O各1 mol发生该反应,当反应达到平衡后,维持温度与压强不变,t1时再通入各1 mol的CO和H2O的混合气体,请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。

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II.实验室中利用复分解反应制取Mg(OH)2。实验数据和现象如下表所示(溶液体积均取用1mL):

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现象III是            

如果向0.028 mol/L的MgCl2溶液中加入等体积的NaOH溶液,请计算NaOH溶液的浓度至少达到      mol/L时,溶液中开始出现白色沉淀(Ksp(Mg(OH)2)= 5.6×10-12)。

MgCl2溶液和氨水混合后存在下列化学平衡:

Mg2+(aq) + 2NH3·H2O(aq)满分5 manfen5.com2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s)该反应化学平衡常数的表达式为K=                   ,列出该反应平衡常数K与Kb(NH3·H2O)、Ksp(Mg(OH)2)的关系式       

 

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