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普通干电池是一种广泛使用的可移动化学电源。 某同学在探究废酸性干电池内物质回收利...

普通干电池是一种广泛使用的可移动化学电源。 某同学在探究废酸性干电池内物质回收利用时,进行如图所示实验:

请回答以下问题:

1)干电池工作时正极电极反应式为:2NH4+2e- = 2NH3↑+H2↑,则负极电极反应式是___________。 电池中加入 MnO2 的作用是除去正极上的某产物, 本身生成Mn2O3,该反应的化学方程式是_______________

2)步骤③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、______ 、泥三角和三脚架;灼烧滤渣时,产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质有_____

3)向步骤④的试管中加入步骤③灼烧后所得黑色固体,试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体,据此可初步认定灼烧后的黑色固体为_____

4)查询资料得知,通过电解可将 Mn2O3 转化为 MnO2。 为此某同学设计了如图所示装置,并将混合物粉末调成糊状,附在其中的_________(填“左”或“右”)边电极上,该电极上发生反应的电极反应式是_____, 在电解过程中溶液的 pH__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

 

Zn-2e-= Zn2+ 2MnO2+H2=Mn2O3+H2O 坩埚 C(碳) 二氧化锰(MnO2) 左 Mn2O3+2OH--2e-=2MnO2+H2O 变大 【解析】 (1) 在锌锰干电池中,活泼金属锌为电池负极,反应式为Zn-2e-= Zn2+,MnO2生成Mn2O3,该过程中的Mn化合价降低,被还原,还原剂就是正极产物氢气,反应式为2MnO2+H2= Mn2O3+H2O; (2) 灼烧操作需要坩埚,转移坩埚需要坩埚钳,坩埚需要放置在三脚架或铁架台的铁圈上的泥三角中,灼烧过程中要用玻璃棒搅拌,则还缺少的仪器为坩埚;无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体为二氧化碳,说明分离出的固体残渣中含有碳单质(C); (3)双氧水在催化剂二氧化锰作用下可快速释放出氧气,氧气能使带火星的木条复燃,则灼烧产生的黑色固体中含有二氧化锰; (4)以通过电解的方式,将Mn2O3转化为MnO2,在阳极上失去电子实现转化,由图可知,左侧与电源正极相连为阳极,则将混合物粉末调成糊状,附在其中的左边电极上,该电极上发生的电极反应式是:Mn2O3-2e−+2OH−=2MnO2+H2O,阴极氢离子放电,2H2O+2e−=2OH−+H2↑,总反应消耗水,最终氢氧根离子浓度增大,则在电解过程中溶液的pH将变大。  
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考点分析:
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某实验小组为了分析补血剂 FeSO4·7H2O 中铁元素的质量分数,用 KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:5Fe2MnO4-8H= 5Fe3Mn24H2O

1)实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的 KMnO4 溶液 250 mL,配制时需要用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需____________

2)滴定前是否要滴加指示剂?_____(填“是”或“否”),理由是_____

3)某同学设计的下列滴定方式中,最合理的是_____(填序号)

4)该实验小组称取 12.0 g 补血剂在容量瓶中配成 100 mL 溶液,量取 25.00 mL 试样溶液, 用 0.100 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定。 达到滴定终点时, 消耗标准溶液20.00 mL,则所测补血剂中铁元素的质量分数是_____(精确至 0.01%)。

5)若该小组配制溶液和滴定操作时引起的误差忽略,最终所测补血剂中铁元素含量 仍偏小,其可能原因是_____

 

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苯乙稀( )是重要的有机化工原料。工业上以乙苯()为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙稀的化学方程式为:H=124kJ·mol-1

125℃、101 kPa 时,1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。 已知:H2 和苯乙烯的燃烧热 △H 分别为-290 kJ·mol -1 和-4400 kJ·mol-1,则乙苯的燃烧热△H=_____kJ·mol-1

2)在体积不变的恒温密闭容器中,发生乙苯催化脱氢的反应,反应过程中各物质浓度随时间变化的关系如图所示。 在 t1 时刻加入 H2t2 时刻再次达到平衡。

①物质 X_____,判断理由是_____

②乙苯催化脱氢反应的化学平衡常数为_____(用含 abc 的式子表示)。

3)在体积为 2 L 的恒温密闭容器中通入 2 mol 乙苯蒸气,2 min 后达到平衡,测得氢气的浓度是 0.5 mol·L-1,则乙苯蒸气的反应速率为_____;维持温度和容器体积不变,向上述平衡中再通入 1.5 mol 氢气和 1.5 mol 乙苯蒸气,则 v______v 逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。

4)实际生产时反应在常压下进行,且向乙苯蒸气中掺入水蒸气,利用热力学数据计算得到温度和投料比(M)对乙苯的平衡转化率的影响如图所示。[M=]

①比较图中 AB 两点对应的平衡常数大小:KA_____KB(填“>”、“<”或“=”);

②图中投料比 M1M2M3 的大小顺序为_____

 

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某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞,如图 1 所示。 从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。

1)请完成以下实验设计(完成表中空格):

编号

实验目的

碳粉/g

铁粉/g

醋酸/%

为以下实验作参照

0.5

2.0

90.0

______________

0.5

____________

36.0

碳粉含量的影响

0.2

2.0

90.0

 

2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图 2t2 时,容器中压强明显小于起始压强, 其原因是铁发生了_____腐蚀, 请在图 3 中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向_____;此时,碳粉表面发生了_____(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是_____

3)该小组对图 20t1 时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:

假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;

假设二:_____

 

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常温下,将某一元酸 HANaOH 溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的 pH 如表:

实验编号

HA物质的量浓度/(molL-1)

NaOH物质的量浓度/( molL-1)

混合溶液的pH

0.1

0.1

pH9

c

0.2

pH7

0.2

0.2

pHa

 

请回答:

1)用离子方程式表示①组混合溶液显碱性的原因是_____

2)②组中c_____0.2(填“>”、“<”或“=”,下同);③组中 a_____9

3)常温下,HA 的电离平衡常数的值为_____

4)从以上实验分析,将 pH11NaOH 溶液与 pH3HA 溶液等体积混合,所得混合溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_____

 

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我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用 R代表)。 回答下列问题:

1)基态氮原子价层电子的轨道表示式为_____

2)氯离子的基态电子排布式为_____,有_____种不同能级的电子。

3R HNO 三种元素的电负性由大到小的顺序是_____(用元素符号表示)

4)如图表示短周期元素 X 的基态原子失去电子数与对应电离能的关系,试推测 X R 中的_____(填元素符号)元素同周期。

 

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