【題目】A~I分別表示中學化學中常見的一種物質,它們之間相互關系如下圖所示(部分反應物、生成物沒有列出)。已知H為固態氧化物,F是紅褐色難溶于水的沉淀,且A、B、C、D、E、F六種物質中均含同一種元素。
請填寫下列空白:
(1)B的俗稱_______,反應①的用途_____(填一項)。
(2)反應①的化學方程式為________。反應③的離子方程式為_________。反應⑧的化學方程式為______。
(3)反應⑥的化學方程式及變化過程中的現象是__________。
(4)向G溶液中加入AlCl3溶液的離子方程式____________。
【答案】磁性氧化鐵 焊接鋼軌(或冶煉金屬鐵) 8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 白色沉淀迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色 3AlO2-+Al3++6H2O==Al(OH)3↓
【解析】
F是紅褐色難溶于水的沉淀,說明F為Fe(OH)3,E在空氣中可轉變為Fe(OH)3,說明E為Fe(OH)2,E與F是B與鹽酸反應生成的C和D再與NaOH反應得到,因此C為FeCl2,D為FeCl3,B為Fe3O4,A在氧氣中燃燒生成Fe3O4,那么A為Fe,B和I高溫下反應生成單質鐵,說明發生的是鋁熱反應,即H為Al2O3,I為Al, Al2O3與Al與過量的氫氧化鈉溶液反應生成G,那么G為NaAlO2,據此分析作答。
(1)B為Fe3O4,俗名為磁性氧化鐵,反應①用于焊接鋼軌或冶煉金屬鐵;
(2)反應①為鋁熱反應,反應方程式為8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe;反應③為Fe3O4與稀鹽酸反應生成氯化鐵、氯化亞鐵和水的反應,離子方程式為:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O;反應⑧為Al2O3與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉的反應,方程式為:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(3)反應⑥為Fe(OH)2在空氣中氧化的反應,Fe(OH)2為白色沉淀,被氧化后迅速變為灰綠色,最終變為紅褐色;
(4)向偏鋁酸鈉溶液中加入AlCl3溶液,生成了白色沉淀,離子反應方程式為:3AlO2-+Al3++6H2O==Al(OH)3↓。
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【題目】微生物燃料電池能將污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成環境友好的物質,示意圖如圖所示,a、b均為石墨電極。下列說法錯誤的是
A.a電極的電極反應為H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+
B.電池工作時質子通過交換膜由負極區向正極區移動
C.a電極上的電勢比b電極上的電勢低
D.電池工作時b電極附近溶液的pH保持不變
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【題目】汽車尾氣污染是由汽車排放的廢氣造成的環境污染。主要污染物為一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物等,對人類和動、植物危害甚大。解決汽車尾氣問題的主要方法是研究高效催化劑促使尾氣中的一氧化碳和氮氧化物反應,轉化成無污染的氮氣和二氧化碳。
回答下列問題:
(1)在Co+的催化作用下,CO(g)還原N2O(g)的反應歷程和能量變化如圖所示(逸出后物質認為狀態下發生變化,在圖中略去)。已知總反應的化學方程式為:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)。
該反應分兩步進行:
第一步:Co+(s)+N2O(g)CoO+(s)+N2(g) △H1=+15.9kJmol-1;
笫二步:___;△H2=___;
①填寫第二步反應的熱化學方程式,并根據反應歷程圖計算△H2的數值。
②該反應的最高能壘(活化能)為___。
(2)500℃條件下,在容積均為2L的三個密閉容器中,按不同方式投入反應物,發生上述反應,測得相關數據如下表:
容器 | 反應物投入的量 | 平衡時 n(N2/mol) | 達到平衡所需時間/min | 平衡時能量變化/kJ |
甲 | 1molCO和1molN2O | n1 | t1 | 放熱Q1 |
乙 | 2molCO和2molN2O | n2 | t2 | 放熱Q2 |
丙 | 2molCO2和2molN2 | n3 | t3 | 吸熱Q3 |
①Q1+___358.6(填“>”“=”或“<”下同,t1___t2;
②500℃條件下,乙和丙兩容器,氣體混合物中N2O的物質的量分數x(N2O)與反應時間t的關系如下表:
t/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 | |
乙 | x(N2O) | 0.5 | 0.32 | 0.20 | 0.12 | 0.088 | 0.07 |
丙 | x(N2O) | 0 | 0.030 | 0.048 | 0.059 | 0.065 | 0.07 |
根據上述實驗結果,計算出乙容器中0~20s時間內的化學反應速率v(CO)=___;該反應的平衡常數K數值為:___;(保留3位有效數字)
③請推測并在圖中畫出甲容器中x(N2O)隨時間變化的關系圖象,標出恰好達到平衡時刻點的位置___。
(3)若將CO(g)還原N2O(g)的反應設計成如圖的原電池裝置,則該電池正極的電極反應式為___。
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【題目】NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是( )
A.標準狀況下,2.24LCH3OH分子中共價鍵的數目為0.5NA
B.100g46%的甲酸(HCOOH)水溶液中所含的氧原子數目為5NA
C.lmol鐵粉高溫下與足量水蒸氣反應,轉移電子數為3NA
D.2molSO2和lmolO2在催化劑作用下充分反應所得分子總數為2NA
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【題目】實驗室用標準鹽酸溶液測定某NaOH溶液的濃度,用甲基橙作指示劑,下列操作中可能使測定結果偏低的是( )
A.酸式滴定管在裝酸液前未用標準鹽酸溶液潤洗2~3次
B.開始實驗時酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,在滴定過程中氣泡消失
C.錐形瓶內溶液顏色變化由黃色變橙色,立即記下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOH溶液的錐形瓶滴定前用NaOH溶液潤洗2~3次
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【題目】新型微生物電池可利用生活垃圾發電,其工作原理如圖所示,下列有關說法中錯誤的是( )
A.X電極的反應式為:(C6H10O5)n+7nH2O-24ne-=6nCO2↑+24nH+
B.每消耗1molO2時會有4mol質子通過質子交換膜
C.工作時外電路電流由負極流向正極
D.微生物所起作用與催化劑相當
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【題目】部分弱酸的電離平衡常數如表:
弱酸 | HCOOH | HClO | H2CO3 | H2SO3 |
電離平衡 常數(25℃) | Ka=1.77×10-4 | Ka=4.0×10-8 | Ka1=4.3×10-7 Ka2=4.7×10-11 | Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7 |
(1)室溫下①0.1mol·L-1HCOONa;②0.1mol·L-1NaClO;③0.1mol·L-1Na2CO3;④0.1mol·L-1NaHCO3四種溶液的pH由大到小的關系為________________。(用序號填空)
(2)濃度均為0.1 mol·L-1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32-、CO32-、HSO3-、HCO3-濃度從大到小的順序為________________。
(3)下列離子方程式正確的是___________(填字母)。
A.2ClO-+H2O+CO2=2HClO+CO32- B.2HCOOH+CO32-=2HCOO-+H2O+CO2↑
C.H2SO3+2HCOO-=2HCOOH+SO32- D.Cl2+H2O+2CO32-=2HCO3-+Cl-+ClO-
(4)某溫度(T℃)下的溶液中,c(H+)=10-xmol·L-1,c(OH-=10-ymol·L-1,x與y的關系如圖所示。
①此溫度下,0.01mol/L的NaOH溶液中水電離出的OH-濃度為_______。
②在此溫度下,0.1mol·L-1的NaHSO4溶液與0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:
甲 | 乙 | 丙 | 丁 | |
0.1mol·L-1的Ba(OH)2 | 10 | 10 | 10 | 10 |
0.1mol·L-1的NaHSO4 | 5 | 10 | 15 | 20 |
按甲方式混合后,所得溶液的pH為____________;
按乙方式混合后,其反應的離子方程式:_________________。
按丁方式混合后,所得溶液顯____________(填“酸”“堿”或“中”)性
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【題目】下列反應中,水只作氧化劑的是
①氟氣通入水中 ②水蒸氣經過灼熱的焦炭 ③鈉塊投入水中
④鐵與水蒸氣反應 ⑤氯氣通入水中
A. 只有①④ B. 只有①⑤
C. 只有②③ D. 只有②③④
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【題目】在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中,建立下列化學平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。不能確定上述可逆反應在一定條件下已達到化學平衡狀態的是
A. 體系的體積不再發生變化 B. 生成n mol CO的同時消耗n mol H2O
C. v正(CO)=v逆(H2O) D. 1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 mol H—O鍵
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