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(10分)金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。已知:铬能与稀硫酸反应,生成氢气和...

(10分)金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。已知:铬能与稀硫酸反应,生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4)。

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(1)铜铬构成原电池如右图1,其中盛稀硫酸烧杯中的现象为:                       。盐桥中装的是饱和KCl琼脂溶液,下列关于此电池的说法正确的是:

A.盐桥的作用是使整个装置构成通路、保持溶液呈电中性,凡是有盐桥的原电池,盐桥中均可以用饱和KCl琼脂溶液

B.理论上1molCr溶解,盐桥中将有2molCl-进入左池,2molK+进入右池

C此过程中H+得电子,发生氧化反应

D.电子从铬极通过导线到铜极,又通过盐桥到转移到左烧杯中

(2)如构成图2电池发现,铜电极上不再有图1的现象,铬电极上产生大量气泡,遇空气呈红棕色。写出正极电极反应式:                    

(3)某同学把已去掉氧化膜的铬片直接投入氯化铜溶液时,观察到了预料之外的现象:铬片表面上的铜没有紧密吸附在铬片的表面而是呈蓬松的海绵状;反应一段时间后有大量气泡逸出,且在一段时间内气泡越来越快,经点燃能发出爆鸣声,证明是氢气。请解释这两种现象的原因___________

 

(1)铜电极上有气泡产生;(2分) B(2分) (2)4H++NO3-+3e-=NO↑+2H2O(2分) (3)Cu2+的水解使溶液呈酸性,铬与酸性溶液反应生成氢气,气泡使生成的铜疏松;(2分)生成的铜和铬形成原电池,使产生氢气的速率加快。(2分) 【解析】 试题分析:(1)铜铬构成原电池如右图1,由于铬能与稀硫酸反应,生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4),这说明铬电极是负极,铜电极是正极,氢离子放电,所以盛稀硫酸烧杯中的现象为铜电极上有气泡产生;A.盐桥的作用是使整个装置构成通路、保持溶液呈电中性,当盐桥中不一定均可以用饱和KCl琼脂溶液,A错误;B.理论上1molCr溶解,则转移2mol电子生成1molCr2+,同时消耗2mol氢离子,所以根据溶液的电中性可知盐桥中将有2molCl-进入左池,2molK+进入右池,B正确;C.此过程中H+得电子,发生还原反应,C错误;D.电子不能在溶液中传递,D错误,答案选B。 (2)如构成图2电池发现,铜电极上不再有图1的现象,铬电极上产生大量气泡,遇空气呈红棕色,说明溶液中的硝酸根得到电子,产生NO,NO被氧化生成NO2,因此铜是负极,铬是正极,则正极电极反应式4H++NO3-+3e-=NO↑+2H2O。 (3)由于Cu2+的水解使溶液呈酸性,铬与酸性溶液反应生成氢气,气泡使生成的铜疏松。生成的铜和铬形成原电池,因此使产生氢气的速率加快。 考点:考查电化学原理的应用  
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(13分)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s) + 3C(s)=2Fe(s) + 3CO(g)  ΔH 1=+489.0 kJ·mol1

C(s)+CO2(g)=2CO(g)   ΔH 2 =+172.5 kJ·mol1

CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为                                 

(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。写出该电池的负极反应式:                   

(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度

下发生反应:CO2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)+H2O(g)

测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图。

满分5 manfen5.com曲线I、对应的平衡常数大小关系为K     K(填“>”或“=”或“<”)。

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一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。

 

反应物投入量

1molCO2、3molH2

a molCO2b molH2

c molCH3OH(g)c molH2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为       

一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是    

a.容器中压强不变    

b.H2的体积分数不变  

c.c(H2)=3c(CH3OH)

d.容器中密度不变    

e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂

(4)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g)满分5 manfen5.comCH3OCH3(g) + 3H2O(g)已知一定条件下该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2 / n(CO2)]的变化曲线如下左图。在其他条件不变时,请在右图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2 / n(CO2)]变化的曲线图

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(12分)(1)氧元素的氢化物除H2O外,还有H2O2;碳元素的氢化物除CH4外,还有C2H6;氮元素的氢化物除NH3外,还有含2个氮原子的分子的化学式为       ,其沸点比氨气    (填“高”或“低”),该氢化物与足量盐酸反应的化学反应方程式为             

(2)类似于碳原子,氮原子间也可形成链状结构。某链状结构氮氢化合物中,氮原子间只以N-N单键形式连接形成氢化物。该系列氮氢化合物化学通式为       (n表示氮原子个数)

(3)生活中广泛使用烃类物质(CmHn)燃料,火箭发射时的高能燃料常用氮氢化合物,比如肼N2H42014年10月31日在测试飞行时坠毁的维珍银河公司“太空船2号”商业载人飞船用N2H4燃料,但助燃剂选择不当据说是事故原因之一。经分析该助燃剂分子由氮、氧原子组成,分子中原子最外层电子总数和CO2分子中原子最外层电子总数相同。该助燃剂的化学式为       。上述燃烧反应产物绿色、环保,书写该燃烧反应的化学方程式为            

(4)分子式为N4的氮元素同素异形体,结构等同于白磷,N4中每个原子满足最外层8e-结构。则1molN4中含有     对共用电子对。已知NH3、-NH2满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com一定条件下都可以和H+结合。则N4和足量的H+反应生成的粒子的化学式为          。化学家发现一种化学式为N4H4的离子化合物,一定条件下1mol N4H4熔融电离生成两种离子,其中一种为NH4+,则该物质熔融时的电离方程式为         

 

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(6分)为建设美丽浙江,浙江省政府开展“五水共治”。

(1)城市饮用水处理时可用二氧化氯(ClO2)替代传统的净水剂Cl2。工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目:___________________。

(2)污水中的有机污染物主要成分是三氯乙烯(C2HCl3),向此污水中加入KMnO4(高锰酸钾的还原产物为MnO2)溶液可将其中的三氯乙烯除去,氧化产物只有CO2,写出该反应的化学方程式___________________________。

 

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某强酸性溶液X中可能含有Fe2+A13+、NH4+、CO32、SO32、SO42、C1中的若干种,现取X溶液进行连续实验,实验过程及产物如下:

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下列说法正确的是

A.X中肯定存在Fe2+NH4+、SO42―

B.溶液E和气体F不能发生化学反应

C.X中肯定不存在CO32―、SO32―、C1     

D.沉淀I是A1(OH)3

 

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在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料,一定条件下发生反应(起始温度和起始体积相同):N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com2NH3(g) ΔH<0,相关数据如下表所示:

容器

相关条件

恒温恒容

绝热恒容

恒温恒压

反应物投料

1mol N2、3mol H2

2mol NH3

2mol NH3

平衡时容器体积

V

V

V

反应的平衡常数K=

K

K

K

平衡时NH3的浓度/mol·L-1

c

c

c

平衡时NH3的反应速率/mol·L-1·min-1

v

v

v

下列说法正确的是

A.V>V           B.K<K          C.c>c           D.v=v

 

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