氢气是一种清洁能源,氢气的制取、储存一直是氢能源利用领域的研究热点。
(1)工业上制取有多种方法,如:
①
②
③
甲烷和水蒸气催化重整制高纯氢时,初始反应的生成物为和,其物质的量之比为4:1,则该反应的热化学方程式为________。
(2)镧镍合金是一种良好的储氢材料,向体积恒定的密闭容器中充入氢气发生如下反应:。的平衡转化率与其初始充入物质的量、反应温度的关系如左图所示;一定温度下,容器内的压强随时间的变化关系如右图所示。
①左图中初始充入量由大到小的是________。
②该反应平衡常数的大小关系为________填“”“”或“”,理由是________。
③若保持温度不变,在时刻将容器的容积压缩至原来的一半,并在时刻达到平衡。请在右图中画出相应的变化曲线______。
④某二次镍氢电池放电时的工作原理如图所示,其中隔膜为________离子交换膜填“阴”或“阳”,负极的电极反应式为________。
(3)储氢还可以借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:
。在某温度下,向容积为2L的恒容容器中加入环己烷,平衡时体系中压强为,苯的物质的量为,则平衡常数________用含a、b、p的代数式表示;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数
电解锰工艺过程会产生锰、镁复盐,其组成为(NH4)7MnMg2(SO4)6.5•21H2O。一种综合利用该复盐的工艺流程如图所示:
已知:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Kb(NH3•H2O)=1.8×10-5。回答下列问题:
(1)(NH4)7MnMg2(SO4)6.5•21H2O的水溶液呈__________________性(填“酸”或“碱”) ,Mn的化合价为__________________。
(2)“沉锰”的离子反应方程式为__________________;滤液1溶质的主要成分有__________________。
(3)“沉锰”过程中pH和温度对Mn2+和Mg2+沉淀率的影响如图所示:
①由图可知,“沉锰”合适的条件为__________________。
②Mg2+主要生成的是__________________沉淀(填“Mg(OH)2”或“MgCO3”),当温度高于45℃时Mg2+和Mn2+沉淀率的变化如图所示,原因是__________________。
(4)若将NH3通入0.01mol•L-1MgSO4溶液至Mg2+完全沉淀,则此时溶液中NH3•H2O的物质的量浓度为__________________。(已知=1.34,忽略反应前后溶液体积的变化,计算结果保留两位有效数字)
高纯镍常用作加成反应的催化剂,制取原理:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),实验室用如图所示装置制取Ni(CO)4,已知CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓(黑色)+2HCl;Ni(CO)4熔点-25℃,沸点43℃,60℃以上与空气混合易爆炸:Fc(CO)5熔点-20℃,沸点103℃。回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为__________________。
(2)装置C用于合成Ni(CO)4(夹持装置略),最适宜选用的装置为__________________(填标号).
(3)实验过程中,必须先观察到__________________(填实验现象)才加热C装置,原因是__________________。
(4)制得的Ni(CO)4中常溶有Fe(CO)5等杂质,提纯的方法是__________________(填标号).
A.分液 B.过滤 C.蒸馏 D.蒸发浓缩、冷却结晶
(5)利用“封管实验“原理也可冶炼高纯镍。如图所示的石英玻璃封管中充有CO气体,则不纯的镍(Ni)粉应放置在封管的__________________温度区域端(填“323K”、“473K”)
(6)实验中加入6.90gHCOOH,C装置质量减轻1.18g(设杂质不参加反应,)E装置中盛有PdCl2溶液200mL.则PdCl2溶液的物质的量浓度至少为__________________mol••L-1。
已知Cr(OH)3是类似Al(OH)3的两性氢氧化物,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31。如图为Cr和Al两种元素在水溶液中存在的形式与pH的关系,图中纵轴表示lgc(M3+)或lgc[M(OH)4-](其中M=Al或Cr)。下列说法错误的是( )
A.曲线N表示Al3+的浓度变化
B.在Al(OH)3和Cr(OH)3混合悬浊液中滴加NaOH溶液,Al(OH)3先溶解
C.在Al(OH)3和Cr(OH)3共沉淀的体系中≈4.8×102
D.若溶液中Al3+和Cr3+起始浓度均为0.1mol•L-1,通过调节pH能实现两种元素的分离
周期表及前20号元素W、X、Y、Z、Q能形成一种常用的净水剂。各元素的原子半径与最外层电子数的关系如图所示,Q为前20号元素中原子半径最大的元素,QW为离子化合物.下列叙述错误的是
A.灼烧QW,透过蓝色钴玻璃观察焰色为紫色
B.X的氢化物中只含有极性共价键
C.X和Y分别和W形成的简单化合物,前者更稳定
D.Y和Q的最高价氧化物水化物的水溶液均能溶解X与Z形成的化合物
将二氧化钛(TiO2)光电极嵌入到新型钠离子电池的正极,由于光电势的补偿,电池的充电电位下降。该光电极辅助充电时的工作原理如图所示,下列说法错误的是
A.充电时阳极的电极反应式为3I--2e-=I3-
B.放电时,a极发生氧化反应
C.放电时,正、负极反应的微粒数目比为4:3
D.辅助充电时,光能转化为电能,再转化为化学能