组同学发现84消毒液与洁厕剂(主要成分为盐酸)室温下混和有Cl2生成,于是尝试在实验室利用该反应原理制取Cl2。
(1)若用次氯酸钙、浓盐酸为原料,利用下图装置制取Cl2。装置中仪器a的名称为 。甲同学想证明Cl2溶于水有酸性物质生成,将发生装置产生的气体直接通入适量水中,并加入NaHCO3粉末,有无色气泡产生。乙同学认为不合理,理由是 。又知:室温下H2CO3的电离常数K1=4.2×10-7,K2=5.6×10-11,则pH为8.0的NaHCO3溶液中[CO32-]:[HCO3-]= 。
(2)经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。设计如下装置制备无水FeCl3。
①下列操作步骤的正确排序为 (填字母)。
A.体系冷却后,停止通入Cl2
B.通入干燥的Cl2赶尽装置中的空气
C.在铁屑下方加热至反应完成
D.用干燥的H2赶尽Cl2
E.检验装置的气密性
②该实验装置存在的明显缺陷是 。
(3)世界环保联盟要求ClO2逐渐取代Cl2作为自来水消毒剂。
已知:NaCl+3H2ONaClO3+3H2,
2NaClO3+4HCl=2C1O2+Cl2+2NaCl+2H2O。
有关物质性质:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
C1O2 | -59 | 11 |
Cl2 | -107 | -34.6 |
ClO2的生产流程示意图:
该工艺中,需要补充的物质X为 (填化学式),能参与循环的物质是 (填化学式)。从ClO2发生器中分离出ClO2可采用的方法是 。
硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。
已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 ,溶于热水后,常用H2SO4调pH2~3制取H3BO3,反应的离子方程式为 。X为H3BO3晶体加热脱水的产物,其与Mg制取粗硼的化学方程式为 。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+==Mg2++2H2O,则正极反应式为 。若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时溶液中Mg2+离子浓度为 。已知Ksp[Mg(OH)2]=5.610-12,当溶液pH=6时 (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将 0.020g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30mol·L-1 Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00mL。盛装Na2S2O3溶液的仪器应为 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。该粗硼样品的纯度为 。(提示:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
(1)N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应,已知反应的热化学方程式如下:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+180.5kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =-483.6 kJ·mol-1;
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H =-92.4 kJ·mol-1。
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为 。
(2)汽车尾气净化的一个反应原理为:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H<0。
一定温度下,将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
①NO的平衡转化率为 ,0~20min平均反应速率v(NO)为 。25min时,若保持反应温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8 mol,则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②若只改变某一反应条件X,反应由原平衡I达到新平衡II,变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 (填字母代号)。
(3)某化学小组拟设计以N2和H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成燃料电池,则该电池的正极反应式为 。假设电解质溶液的体积不变,下列说法正确的是 (填字母代号)。
a.放电过程中,电解质溶液的pH保持不变
b.溶液中的NH4Cl浓度增大,但Cl-离子浓度不变
c.每转移6.021023个电子,则有标准状况下11.2L电极反应物被氧化
d.为保持放电效果,电池使用一段时间需更换电解质溶液
用图甲装置电解一定量的CuSO4溶液,M、N为惰性电极。电解过程实验数据如图乙所示。X轴表示电解过程中转移电子的物质的量,Y轴表示电解过程产生气体的总体积。则下列说法不正确的是
A.电解过程中N电极表面先有红色物质生成,后有气泡产生
B.A点所得溶液只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态
C.Q点时M、N两电极上产生的气体在相同条件下体积相同
D.若M电极材料换成Cu做电极,则电解过程中CuSO4溶液的浓度不变
相同pH等体积的氨水和NaOH溶液,各加入5mL 0.2mol·L-1AlCl3溶液。下列判断正确的是
A.氨水中沉淀一定比NaOH溶液中的多
B.氨水中沉淀一定比NaOH溶液中的少
C.氨水中沉淀可能比NaOH溶液中的多
D.氨水中和NaOH溶液中的沉淀不可能一样多
a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块如图所示放置一段时间。下列有关描述错误的是
A.生铁块中的碳是原电池的正极
B.a试管内压强变大,b试管内压强变小
C.两试管中相同的电极反应式是:2FeFe2++2e-
D.两试管中均发生了电化腐蚀