(14分)已知SO2可以用Fe(NO3)3溶液吸收,某学习小组据此按下图装置展开如下相关探究:取一定量的铜片于三颈烧瓶中,通入一段时间N2后再加入足量的浓硫酸,加热。装置A中有白雾(硫酸酸雾)生成, 装置B中产生白色沉淀。
回答下列问题:
(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为 ;检查图中连通装置A、B气密性的方法是 。
(2)加入浓硫酸之前先通人N2一段时间,其目的是 ;排除装置A中白雾影响,可在装置A、B间增加洗气瓶C,则C中盛放的试剂是 。若用氢氧化钠溶液处理尾气,则发生反应的离子方程式为 。
(3)经过讨论,该小组对装置B中产生沉淀的原因,提出下列假设(不考虑各因素的叠加):
假设1:装置A中白雾进入装置B中参与了反应。
假设2: 。
假设3:Fe(NO3)2溶液显酸性,在此酸性条件下NO3‾能氧化SO2。
(4)请你设计实验验证上述假设3,写出实验步骤、预期现象和结论。
实验步骤(简述操作过程) | 预期现象和结论 |
①测1.0mol•L‾1Fe(NO3)3溶液的pH; ② ③ ④ |
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(14分)
研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳 源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。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。
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度℃ | 起始量/mol[ | 平衡量/mol | 达到平衡所需 时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验2条件下平衡常数K= 。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol,则此时V正 V逆(填“<”,“>”,“=”)。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(4)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系 ;
(5)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________;
(15分)
Ⅰ.A与SO2属于等电子体(即具有相同的原子总数和相同的最外层电子总数的微粒),常温下是一种无 色的气体,当冷却到77K时,变成橙红色液体。A的一种制备方法是:在真空中,将CuO和硫一起混合加热,可生成A,同时生成一种黑色固体B。
(1)写出上述制备A的化学反应方程式 。
(2)若将S2Cl2与CuO在100~400℃加热时也能生成A。写出相应的化学反应方程式 。
(3)A也能在水中发生歧化反应,生成两种常见的酸(但酸性都不强)。则这两种酸由强到弱的化学式分别为 和 。
Ⅱ.A是有机羧酸盐HCOONa,B、C、D是常见化合物;A、B、C、D焰色反应呈黄色,水溶液均呈碱性,其中B的碱性最强。X、Y是最常见的氧化物且与人体生命息息相关,它们的晶体类型相同。C受热分解得到Y、D和X;B与C反应生成D和X。E由两种元素组成,相对分子质量为83,将E投入X中得到B和气体Z,Z在标准状况下的密度为0.76g·L-1。
(1)E晶体中含有的化学键是 。
(2)X的沸点比同主族同类型物质要高,原因是 。
(3)写出E与X反应的化学方程式 。
(4)写出在D的饱和溶液中不断通Y析出C的离子方程式 。
(5)A的一个重要应用是根据2A→P+H2↑得到P,P溶液中的阴离子通常用CaC12使之沉淀,P的化学式 ,此反应_________(填“是”或“否”)氧化还原反应。
在一定条件下,可逆反应2A(气)+B(气)nC(固)+D(气)达平衡。若维持温度不变,增大压强,测得混合气体的平均相对分子质量不发生改变,则下列说法正确的是:
A.其他条件不变,增大压强,平衡不发生移动
B.其他条件不变,增大压强,混合气体的总质量不变
C.该反应式中n值一定为2
D.原混合气体中A与B的物质的量之比为2︰1,且2M(A)+M(B)=3M(D)(其中M表示物质的摩尔质量)
下列选项中,离子方程式书写正确的是
A.向Fe(NO3)2和KI混合溶液中加入少量稀盐酸:3Fe2++4H++NO3-= 3Fe3++ 2H2O+NO↑
B.泡沫灭火器的灭火原理:2Al3+ +3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑
C.向硝酸银溶液中加入足量的氨水:Ag+ +2NH3·H2O = Ag(NH3)2+ + 2H2O
D.用足量的氨水处理硫酸工业的尾气:SO2+ NH3·H2O = NH4+ + HSO3-
下图为向25mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中逐滴滴加0.2 mol·L-1CH3COOH溶液过程中溶液pH的变化曲线。AB区间,c(OH-)>c(H+),则c(OH-)与c(CH3COO-)大小关系是:
A.c(OH-)一定大于c(CH3COO-)
B.c(OH-)一定小于c(CH3COO-)
C.c(OH-)一定等于c(CH3COO-)
D.c(OH-)大于、小于或等于c(CH3COO-)