【题目】科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如左下图所示,用Cu—Si合金作硅源,在950℃下利用三层液熔盐进行电解精炼,并利用某CH4燃料电池(如下图所示)作为电源。下列有关说法不正确的是
A. 电极c与b相连,d与a相连
B. 左侧电解槽中;Si优先于Cu被氧化
C. a极的电极反应为CH4-8e—+4O2— ===CO2+2H2O
D. 相同时间下,通入CH4、O2的体积不同,会影响硅的提纯速率
【答案】A
【解析】
甲烷燃料电池中,通入甲烷的a电极为负极,甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳,通入氧气的电极b为正极,氧气在正极上得电子发生还原反应生成阳离子,根据电解池中电子的移动方向可知,c为阴极,与a相连,Si4+在阴极上得电子发生还原反应生成Si,d为阳极,与b相连,Si在阳极上失电子发生氧化反应生成Si4+。
A项、甲烷燃料电池中,通入甲烷的a电极为负极,通入氧气的电极b为正极,根据电解池中电子的移动方向可知,c为阴极,与a相连,d为阳极,与b相连,故A错误;
B项、由图可知,d为阳极,Si在阳极上失去电子被氧化生成Si4+,而铜没被氧化,说明硅优先于钢被氧化,故B正确;
C项、甲烷燃料电池中,通入甲烷的a电极为负极,甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳,电极反应式为CH4-8e—+4O2— =CO2+2H2O,故C正确;
D项、相同时间下,通入CH4、O2的的体积不同,反应转移电子的物质的量不同,会造成电流强度不同,影响硅的提纯速率,故D正确。
故选A。
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【题目】结合下表回答下列问题(均为常温下的数据):
酸 | 电离常数(Ka) | 酸 | 电离常数(Ka) | 酸 | 电离常数(Ka) | 酸 | 电离常数(Ka) |
CH3COOH | 1.8×10-5 | H2CO3 | K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 | H2C2O 4 | K1=5.4×10-2 K2=5.4×10-5 | H2S | K1=1.3×10-7 K2=7.1×10-15 |
HClO | 3×10-8 |
请回答下列问题:
(1)同浓度的CH3COO-、HCO3-、CO32-、HC2O4-、ClO-、S2-中结合H+的能力最弱的是__________。
(2)常温下0.1 molL-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是_______(填序号)。
A.c(H+) B. c(H+)/c(CH3COOH) C. c(H+)/c(OH-) D. c(OH-)
(3)0.1 molL-1的H2C2O4溶液与0.1 molL-1的KOH的溶液等体积混合后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________。
(4)pH相同的NaClO和CH3COOK溶液,其溶液的物质的最浓度的大小关系是:CH3COONa______NaClO,两溶液中:[c(Na+)-c(ClO-)]______[c(K+)-c(CH3COO-)](填“>”“<”或“=”)。
(5)向0.1 molL-1CH3COOH 溶液中滴加 NaOH 溶液至 c(CH3COOH): c(CH3COO-)=5 : 9,此时溶液pH=_______________。
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 所含共价键数均为0.4NA的白磷(P4)和甲烷的物质的量相等
B. 1 mol Na与O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物共失去NA个电子
C. 1mol Na2O2固体中含有离子总数为4NA
D. 25℃时,pH=13的氢氧化钠溶液中约含有NA个氢氧根离子
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【题目】POCl3是重要的基础化工原料,广泛用于制药、染料、表面活性剂等行业。一种制备POCl3的原理为:PCl3+Cl2+SO2=POCl3+SOCl2。某化学学习小组拟利用如下装置在实验室模拟制备POCl3。有关物质的部分性质如下:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g·mL-1 | 其它 |
PCl3 | -93.6 | 76.1 | 1.574 | 遇水强烈水解,易与氧气反应 |
POCl3 | 1.25 | 105.8 | 1.645 | 遇水强烈水解,能溶于PCl3 |
SOCl2 | -105 | 78.8 | 1.638 | 遇水强烈水解,加热易分解 |
(1)仪器甲的名称为______________,与自来水进水管连接的接口编号是________________。(填“a”或“b”)。
(2)装置C的作用是___________________,乙中试剂的名称为____________________。
(3)该装置有一处缺陷,解决的方法是在现有装置中再添加一个装置,该装置中应装入的试剂为_________(写名称)。若无该装置,则可能会有什么后果?请用化学方程式进行说明__________________________。
(4)D中反应温度控制在60-65℃,其原因是_______________。
(5)测定POCl3含量。①准确称取30.70gPOCl3产品,置于盛有60.00mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解;②将水解液配成100.00mL溶液,取10.00mL溶液于锥形瓶中;③加入10.00mL3.200mol/LAgNO3标准溶液,并加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖;④以Fe3+为指示剂,用0.2000mol/LKSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。
①滴定终点的现象为____________________,用硝基苯覆盖沉淀的目的是__________________。
②反应中POCl3的百分含量为__________________。
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【题目】两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后所得到CO2和H2O的物质的量随混合烃总物质的量的变化如图所示,则下列对混合烃的判断正确的是( )
①一定有乙烯 ②一定有甲烷 ③一定有丙烷
④一定没有乙烷 ⑤可能有甲烷 ⑥可能有乙炔
A. ②⑤⑥ B. ②⑥ C. ②④ D. ②③
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【题目】配制100 mL0.020mol/L KMnO4溶液的过程如下图所示:
回答下列问题:
(1)图示中有两步操作不正确,它们是_____和_____ (填序号)。
(2)操作⑤图示中的两种仪器分别是________、 __________(填名称)。
(3)如果用图示的操作配制溶液,所配制的溶液浓度将_______(填“偏大”或“偏小”)。
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【题目】(1)下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量由低到高的顺序是_______(填字母代号)。
(2)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图所示。
①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_______________。
②每个P4S3分子中含有的孤电子对的数目为__________________。
(3)科学家合成了一种阳离子“N5n+,其结构是对称的,5个N排成"V"形,每个N都达到8电子稳定结构,且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N5n+”的化学式为”N8”的离子晶体,其电子式为_________________。分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子的最外层均满是8电子稳定结构,其结构式为_____。
(4)直链多磷酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的,如图所示。则由n个磷氧四面体形成的这类磷酸根离子的通式为_________________。
(5)碳酸盐中的阳离子不同,热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和金属阳离子半径
随着金属阳离子半径的增大,碳酸盐的热分解温度逐步升高,原因是_______________。
(6)石墨的晶体结构和晶胞结构如下图所示。已知石墨的密度为pgcm3,C—C键的键长为cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨品体的层间距为_________cm。
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【题目】已知草酸受热发生分解反应:H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑,某化学兴趣小组为验证草酸分解产物,设计如下实验:
(1)按图连接好装置,检查气密性的方法是:_________________________________。
(2)实验中B中现象是:______________。
(3)已知C和E中装的是足量同种溶液,写出离子反应方程式:_________________。
(4)实验进行时D中黑色固体会逐渐变成红色。写出化学反应方程式:________________。
(5)实验过程中会有分解产生的气体经过D而未发生反应,采用F进行收集并测量气体体积,读数应注意____________________以便准确读出常压下的气体体积。
(6)某同学查资料了解到有如下反应:CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓+2HCl,于是建议将浓硫酸换成PdCl2溶液并撤去D及后面的装置,实验完毕后预从PdCl2溶液中分离出固体并称量质量的实验操作依次为:_______,_______,_______,称量。
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【题目】丙烯是一种重要的化工原料,可通过丁烯催化裂解或丁烯与甲醇耦合制备。
Ⅰ.丁烯催化裂解生产丙烯的反应方程式是2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)。
(1)已知C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol-1、2050.0 kJmol-1、1410.0 kJmol-1,则该反应的ΔH=_______ kJmol-1。下列操作既能提高C4H8的平衡转化率,又能加快反应速率的是_________。
A.升高温度 B.增大压强
C.增大C4H8的浓度 D.使用更高效的催化剂
(2)某温度下,在体积为2 L的刚性密闭容器中充入2.00 mol C4H8进行上述反应,容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示:
反应时间t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
总压强p/kPa | 4.00 | 4.51 | 4.80 | 4.91 | 4.96 | 5.00 | 5.00 |
则0~10 min内υ(C4H8)=_______ molL-1min-1,该温度下的平衡常数K=_______kPa(用气体的分压表示)。
Ⅱ.将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯,主要涉及下列反应:
① 2C4H8(g)2C3H6(g)+ 2H4(g) ΔH>0
② 2CH3OH(g)C2H4(g) + 2H2O(g) ΔH<0
③ C2H4(g)+ C4H8(g)2C3H6(g) ΔH<0
已知:甲醇吸附在催化剂上,可以活化催化剂;甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。
(3)图1是C3H6及某些副产物的产率与n(CH3OH)/n(C4H8)的关系曲线。最佳的n(CH3OH)/n(C4H8)约为_________。
(4)图2是某压强下,将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料,反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低,其原因可能是__________________________________________________。
(5)下列有关将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯的说法正确的是________。
A.增大甲醇的通入量一定可以促进丁烯裂解
B.甲醇转化生成的水可以减少催化剂上的积碳,延长催化剂的寿命
C.提高甲醇与丁烯的物质的量的比值不能提高丙烯的平衡组成
D.将甲醇转化引入丁烯的裂解中,可以实现反应热效应平衡,降低能耗
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