【题目】某微生物电池在运行时可同时实现净化有机物污水、净化含Cr2O72-废水(pH约为6)和淡化食盐水,其装置示意图如下图所示。图中,D和E为阳离子交换膜或阴离子交换膜,Z为待淡化食盐水。已知Cr3+完全沉淀所需的pH为5.6。下列说法不正确的是
A.E为阴离子交换膜
B.X为有机物污水,Y为含Cr2O72-废水
C.理论上处理1mol的Cr2O72-的同时可脱除6mol的NaCl
D.C室的电极反应式为Cr2O72- + 6e- + 8H+=2Cr(OH)3↓ + H2O
【答案】A
【解析】
根据装置图,电子由A流向C,A是负极、C是正极;该装置可实现淡化食盐水,Z为待淡化食盐水,说明Na+能移向C室、Cl-能移向A室。
A. A是负极室、C是正极室;该装置可实现淡化食盐水,Z为待淡化食盐水,说明Na+能移向C室、Cl-能移向A室,所以E为阳离子交换膜,故A错误;
B. 该装置能把Cr2O72-还原为Cr3+,Cr2O72-应在正极通入, Y为含Cr2O72-废水,故B正确;
C. 理论上处理1mol的Cr2O72-,转移6mol电子,所以B室有6mol Na+、6mol Cl-通过离子交换膜,同时可脱除6mol的NaCl,故C正确;
D. C是正极室,发生还原反应,C室的电极反应式为Cr2O72- + 6e- + 8H+=2Cr(OH)3↓ + H2O,故D正确。
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【题目】氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料,某工厂以硫化铜矿石(含CuFeS2、Cu2S等)为原料制取Cu2O的工艺流程如下:
常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表:
Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 4.8 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.4 |
(1)炉气中的有害气体成分是__________,Cu2S与O2反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
(2)若试剂X是H2O2溶液,写出相应反应的离子方程式:________。当试剂X是______时,更有利于降低生产成本。
(3)加入试剂Y调pH时,pH的调控范围是___________。
(4)写出用N2H4制备Cu2O的化学方程式:________,操作X包括_________、洗涤、烘干,其中烘干时要隔绝空气,其目的是____________。
(5)以铜与石墨作电极,电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O,写出阳极上生成Cu2O的电极反应式:__________。
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【题目】氮的化合物是重要的工业原料,也是主要的大气污染来源,研究氮的化合物的反应具有重要意义。回答下列问题:
(1)肼(N2H4)与四氧化二氮分别是火箭发射器中最常用的燃料与氧化剂。已知3.2g液态肼与足量液态四氧化二氮完全反应,生成氮气和液态水放出热量61. 25 kJ,则该反应的热化学方程式为____。
(2)尾气中的NO2可以用烧碱溶液吸收的方法来处理,其中能生成NaNO2等物质,该反应的离子方程式为____。
(3)在773 K时,分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3,气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列能说明反应达到平衡状态的是____(选填字母)。
a.v正(N2)=3v逆(H2) b.体系压强不变
c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变
②在此温度下,若起始充入4. 00 mol N2和12. 00 mol H2,则反应刚达到平衡时,表示 c(H2)~t的曲线上相应的点为 ___(选填字母)。
(4)在373 K时,向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2,发生如下反应:
测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
φ(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.40 | 0.40 |
①计算0~20min时,v(N2O4)=____。
②已知该反应,其中k1、k2为速率常数,则373K时,=_____;改变温度至T1时,k1=k2,则T1___ 373 K(填“>”“<”或“=”)。
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【题目】某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下:
mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2(m-x)CeO2·xCe+xH2O+ xCO2 mCeO2+ xH2+ xCO
下列说法不正确的是
A. 该过程中CeO2没有消耗
B. 该过程实现了太阳能向化学能的转化
C. 右图中△H1=△H2+△H3
D. 以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH——2e—=CO32-+2H2O
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【题目】草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种黄色难溶于水的固体,受热易分解,是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。为探究纯净草酸亚铁晶体热分解的产物,设计装置图如下:
(1)仪器a的名称是______。
(2)从绿色化学考虑,该套装置存在的明显缺陷是_________。
(3)实验前先通入一段时间N2,其目的为__________。
(4)实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为_______。
(5)草酸亚铁晶体在空气易被氧化,检验草酸亚铁晶体是否氧化变质的实验操作是____。
(6)称取5.40g草酸亚铁晶体用热重法对其进行热分解,得到剩余固体质量随温度变化的曲线如下图所示:
①上图中M点对应物质的化学式为_________。
②已知400℃时,剩余固体是铁的一种氧化物,试通过计算写出M→N发生反应的化学方程式:_______。
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【题目】经过德国化学家哈伯、波施等的不懈努力,成功地开发了合成氨的生产工艺。如今 世界各国科学家为提高氨的产量,降低能耗做着各种有益的探索。试回答下列问题:
(1)已知NH3(l)NH3(g) △H1;N2(g)+3H2(g)2NH3(l) △H2 。则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 的△H=_______(用含 △H1、△H2的代数式表示)
(2)①在一定条件下,分别将 1mol N2和3mol H2置于恒压容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中 两容器起始容积相同充分反应,二者均达到平衡状态,则两容器中NH3 的体积分数是Ⅰ_______Ⅱ(填“>”、“<”或“=” 。)
②上述容积恒定的密闭容器中,达化学平衡状态时, 若NH3 的体积分数为10% ,若保持其他条 件不变,起始时改为充入2 mol N2和2molH2,达新平衡后,NH3的体积分数为_______10%填(“>”、“<”或“=”)。
(3)哈伯因证实 N2、H2 在固体催化剂(Fe)表面吸附和解吸以合成氨的过程而获诺贝尔奖。若用分别表示 N2、H2、NH3 和固体催化剂,则在固体催化剂表面合成氨的过程可用如图表示:
①吸附后,能量状态最低的是___________填字母序号)。
②由上述原理,在铁表面进行 NH3 的分解实验,发现分解速率与浓度关系如图。从吸附和解吸过程分析,c0前速率增加的原因可能是_________________________;c0 后速率降低的原因可能是___________________。
(4)已知液氨中存在:2NH3(l)NH2-+NH4+。用 Pt 电极对液氨进行电解也可产生 H2和 N2。阴极的电极反应式是_______。
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【题目】用制溴苯的废催化剂(主要含FeBr3及少量溴、苯)为原料,制取无水FeCl3和溴的苯溶液,选用的方法能达到相应实验目的的是
A. 用装置①及其试剂制取氯气
B. 用装置②氧化FeBr3溶液中的溴离子
C. 用装置③分离出FeCl3溶液,不能选用装置④分离
D. 用装置⑤将FeCl3溶液蒸发至干,可得无水FeCl3
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【题目】为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3DZn—NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
A. 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高
B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)
C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)
D. 放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区
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【题目】已知某种燃料含有碳、氢、氧三种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比,可将气态燃料放入足量的O2中燃烧,并使产生的气体全部通过如图所示装置中,得到如表中所列的实验结果(假设产生的气体完全被吸收)。
根据实验数据求:
(1)实验完毕后,生成物中水的质量为________g。假设广口瓶里生成一种正盐,其质量为_____________g。
(2)生成的水中氢元素的质量为_______g。
(3)生成的二氧化碳中碳元素的质量为_______ g。
(4)该燃料中碳元素与氢元素的质量比为_______。
(5)已知这种燃料的每个分子中含有一个氧原子,则该燃料的分子式为_______,结构简式为_______。
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