(8分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,
请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动方向为_______(用a、b表示)。
(2)负极反应式为 。
(3)电极表面镀铂粉的原因是________________________。
(16分)某学校研究性学习小组开展课题探究:
探究课题Ⅰ.“不同条件对化学反应速率影响的探究”,选用4 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液与2 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液在稀硫酸中进行实验,改变条件如表:
组别 | 草酸的体积(mL) | 温度/℃ | 其他物质 |
| 2 mL | 20 |
|
| 2 mL | 20 | 10滴饱和MnSO4溶液 |
| 2 mL | 30 |
|
④ | 1 mL | 20 | 1 mL蒸馏水 |
(1)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验 和 (用 ①~④表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验 和 。
(2)对比实验①和④,可以研究 对化 学反应速率的影响,实验④中加入1 mL蒸馏水的目的是 。
探究课题Ⅱ.该小组查阅资料得知:C2O42-+MnO4-+H+→ CO2↑+Mn2++H2O(未配平),欲利用该反应测定某草酸钠(Na2C2O4)样品中草酸钠的质量分数。该小组称量1.34 g草酸钠样品溶于稀硫酸中,然后用0.200 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液进行滴定(其中的杂质不跟高锰酸钾和稀硫酸反应)。
(1)滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由 。
(2)滴定时用 (填a或b)滴定管盛装KMnO4标准溶液。
(3)达到终点时消耗了15.00 mL的高锰酸钾溶液,样品中草酸钠的质量分数为 。
(14分)现有25 ℃时0.1 mol/L的氨水,请回答以下问题:
(1)①若向该氨水中加入少量氯化铵固体,NH3·H2O的电离平衡_______(“向左”、“向右”或“不”)移动,此时溶液中________(填“增大”、“减小”或“不变”),在该过程中,水的离子积常数Kw (填“增大”、“减小”或“不变”);
②若向该氨水中加入稀盐酸,使其恰好完全中和, 所得溶液的pH 7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因 ,
所得溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为 。
③若向该氨水中加入稀盐酸,所得溶液的pH=7,则溶液中[NH4+] [Cl-](填“>”、“<”或“=”)
(2)已知某弱酸的难溶物CaA在水中存在溶解平衡:CaA(s)Ca2++A2- ΔH>0,
一定温度下CaA饱和溶液中c(Ca2+)·c(A2-)为常数,记作Ksp=c(Ca2+)·c(A2-),Ksp只与温度有关。
①温度升高时,Ksp (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
②向浊液中通入HCl气体c(Ca2+) 。
③测得25 ℃时,CaA的Ksp为2.0×10-11,常温下将10 g CaA固体投入100 mL CaCl2溶液中,充分搅拌后仍有固体剩余,测得溶液中c(Ca2+)=0.1 mol·L-1,则溶液中c(A2-)= 。
(8分)过度排放CO2会造成“温室效应”,科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在1 L固定体积的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH>0,
经测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)= ;
(2)该反应的平衡常数表达式K = ;
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 (多选扣分)
a.容器中压强不变 b.v正(H2)=v逆(H2O)
c.混合气体中c(H2O)不变 d.c(CO2)=c(CH3OH)
(4)下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填字母)。
a.升高温度 b.将CH3OH(g)及时液化抽出
c.选择高效催化剂 d.再充入H2O(g)
(6分)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以和NH3·H2O的形式存在,该废水的处理流程如下所示:
过程Ⅰ:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30 ℃,通空气将氨赶出并回收a.n
过程Ⅱ:在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下图:
(1)第一步反应是_______________反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是__________。
(2)1 mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是 。
汽车尾气净化中的一个反应:NO(g) + CO(g)1/2N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.4 kJ·mol-1
在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是