(1)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。
①用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知: N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+10.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543 kJ·mol-1
写出气态肼和N2O4反应生成氮气和气态水的热化学方程式:________________________。
②已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在,它很容易转化为二氧化氮。试推断出二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施): ____________________。
(2)在0.5L恒容密闭容器中,一定量的N2与H2进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=bkJ•mol﹣1,其化学平衡常数K值和温度的关系如下:
温度/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | 1.0 | 0.86 | 0.5 |
写出该反应的化学平衡常数的表达式: ,b 0(填“大于”、“小于”或“等于”)
②400℃时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,此时刻该反应的v正(N2) v逆(N2)(填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航空航天。如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-离子(O2+4e-===2O2-)。
①c电极的名称为________,d电极上的电极反应式为______________________。
②如图2所示为用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为___________________。若a电极产生56 mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH=__________(不考虑溶液体积变化) 。
锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素,其化合物六水氯化锶(SrCl2·6H2O)是实验室重要的分析试剂,工业上常以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备,生产流程如下:
已知:①经盐酸浸取后,溶液中除含有Sr2+和Cl-外,还含有少量Ba2+杂质;
②SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10-7、1.1×10-10;
③SrCl2·6H2O的摩尔质量为267 g/mol。
(1) 工业上天青石焙烧前先研磨粉碎,其目的是______________。
(2) 工业上天青石隔绝空气高温焙烧,若0.5 mol SrSO4中只有S被还原,转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式:_________________________。
(3)加入硫酸的目的是____________________________。为了提高原料的利用率,滤液中Sr2+的浓度应不高于___________mol/L(注:此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5 mol/L)。
(4)产品纯度检测:称取1.000 g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO3 1.100×10-2mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外,不含其他与Ag+反应的离子),待Cl-完全沉淀后,用含Fe3+的溶液作指示剂,用0.200 0 mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。
①滴定反应达到终点的现象是_______________________。
②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00 mL,则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为______________(保留4位有效数字)。
(5)工业上常用电解熔融SrCl2制锶单质。由SrCl2·6H2O制取无水氯化锶的方法是 。
某学习小组为研究碳素钢的性质,用铁钉(碳素钢)进行了以下探究活动:
[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是______________________。
(2)称取碳素钢6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用_______(选填序号)。
A.KSCN溶液和氯水 B.铁粉和KSCN溶液
C.浓氨水 D.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4反应,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为________。
[探究二]根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1 和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893 g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。
(3)装置B中试剂的作用是______________________。
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的 (用化学方程式表示)。
(5)已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水,为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于________(填序号)。
A.A之前 B.A—B间 C.B—C间 D.C—D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是______________。
X、Y、Z、R、W是原子序数依次增大的五种短周期元素。Y和R同主族,可组成共价化合物RY2,Y和Z最外层电子数之和与W的最外层电子数相同。25℃时,0.1 mol/LX和W形成的化合物的水溶液pH=1。下列说法正确的是
A. Z与Y、Z与W形成的化合物的化学键完全相同
B. Y、Z、W三种元素组成的化合物的水溶液可能显碱性
C. 简单离子的半径:Z>R>W>Y
D. 因非金属性Y>R,所以X与Y组成的化合物的沸点低于X与R组成的化合物
亚氯酸钠是一种高效氧化剂、漂白剂,主要用于棉纺、亚麻、纸浆等漂白,亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO、Cl-等,其中HClO2和ClO2都具有漂白作用,但ClO2是有毒气体。经测定,25 ℃时各组分含量随pH变化情况如图所示(Cl-) 没有画出。则下列分析不正确的是
A.亚氯酸钠在酸性条件下较稳定
B.25 ℃时,HClO2的电离平衡常数的数值Ka=10-6
C.使用该漂白剂的最佳pH范围为4--5
D.25 ℃时,同浓度的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合(忽略ClO2和Cl-),则混合溶液中有c(HClO2)+2c(H+)=c(ClO)+2c(OH-)
空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是
A.当有0.1 mol电子转移时,a极产生1.12 L O2(标准状况下)
B.b极上发生的电极反应是:4H2O+4e- =2H2↑+4OH-
C.c极上进行还原反应,B中的H+可以通过隔膜进入A
D.d极上发生的电极反应是:O2+4H++4e- =2H2O