【题目】氯气是一种重要的化工原料,自来水的消毒、农药的生产、药物的合成都需要用它。
(1)工业上通常采用电解法制氯气,请观察图后回答下列问题:
①请写出该反应的化学方程式____。
②通电后,b侧产生的气体是____填化学式。
(2)某学生设计如图所示的实验装置,利用浓盐酸和二氧化锰固体制取氯气,并与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉这是一个放热反应,回答下列问题:
①漂白粉将在B装置的U形管中产生,其化学方程式是_____。
②装置C的作用是___。
(3)此实验所得漂白粉的有效成分偏低,该学生经分析并查阅资料发现,主要原因是在U形管中还存在两个副反应。
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3) 2,为避免此副反应的发生,可采取的措施是___。
②为避免另一个副反应的发生,可将装置作何改进___ 。
③家庭中使用漂白粉时,为了增强漂白能力,可加入少量的物质是____。
A.食盐 B.食醋 C.烧碱 D.纯碱
【答案】2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 吸收未反应完的氯气,防止污染空气 冷却B装置 A和B之间连接一个装有饱和氯化钠溶液的洗气瓶 B
【解析】
(1)电解饱和食盐水可以得到氢氧化钠、氯气和氢气;b是阳极,b侧产生的气体是氯气;
(2)A中:发生反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,B中:氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水;C中:氯气有毒,不能直接排放到空气中,需要进行尾气吸收;
(3)依据信息可知温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2,为为避免此副反应的发生应降低温度;
挥发出的氯化氢能够与氢氧化钙发生酸碱中和反应;要避免此反应的发生应该除去氯气中的氯化氢;酸性条件下,漂白粉的氧化性更强。
(1)①电解饱和食盐水可以得到氢氧化钠、氯气和氢气,反应的化学方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
②通电后,b是阳极,b侧产生的气体是Cl2;
(2)A中:发生反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,B中:氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水;
①漂白粉将在B装置的U形管中产生,其化学方程式是2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
②氯气有毒,不能直接排放到空气中,装置C的作用是吸收未反应完的氯气,防止污染空气;
(3)①依据信息可知温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2,为为避免此副反应的发生应该冷却B装置;
②挥发出的氯化氢能够与氢氧化钙发生酸碱中和反应,要避免此反应的发生应该除去氯气中的氯化氢,可以在A与B之间连接一个装有饱和氯化钠溶液的洗气瓶;
③酸性条件下,漂白粉的氧化性更强,家庭中使用漂白粉时,为了增强漂白能力,可加入少量的物质是食醋,故选B。
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【题目】小明很喜欢化学实验课,今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。
(1)实验前小明预测说:Fe2+肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是:_____________________________________。
(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂:3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1mol·L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。
①探究Fe2+的还原性,若小明计划在0.1mol·L-1FeCl2溶液滴入新制氯水,你认为可能观察到的现象是:溶液由浅绿色变为_________色。
②实验中,小明发现现象不太明显,老师分析可能是产物的含量太低,建议通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。你认为可选________滴入小明所得的混合液中,并通过溶液出现_____________色的现象,证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2+具有氧化性,小明认为金属单质都具有还原性,并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中,结果发现铜片没变化,锌粒逐渐溶解变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为:____________________________。
(3)小明分析H2O2中氧元素显-1价(中间价),并提出疑问:H2O2与FeCl2的反应时,Fe2+还作氧化剂吗?
①请你为小明梳理相关问题:若Fe2+在反应中表现出氧化性应转化成__________(填微粒符号,下同),若Fe2+在反应中表现出还原性应转化成__________。
②实际上Fe2+的还原性较强,Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,反应的离子方程式为:2Fe2++ H2O2+ 2H+=2Fe3++ 2H2O,请用双线桥标出电子转移情况:__________________。
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【题目】氧化剂H2O2在反应时不产生污染物,被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 | 温度(℃) | 反应物 | 催化剂 |
① | 20 | 25 mL 3% H2O2溶液 | 无 |
② | 20 | 25 mL 5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 20 | 25 mL 5% H2O2溶液 | 0.1g MnO2 |
④ | 20 | 25 mL 5% H2O2溶液 | 1~2滴1mol/L FeCl3溶液 |
⑤ | 30 | 25 mL 5% H2O2溶液 | 0.1g MnO2 |
(1)实验①和②的目的是____________________________。同学甲在进行实验时并没有观察到明显现象。资料显示,通常条件下过氧化氢稳定,不易分解。为了达到实验目的,可采取的改进方法是__________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化如甲图所示。分析该图能得出的结论是__________________________,__________________________;
(3)写出实验③中H2O2分解的化学方程式:______________________________;
(4)同学乙设计了乙图所示的实验装置对过氧化氢的分解速率进行定量分析。以生成10mL气体为准,其他影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为__________,实验中需要测量的数据是______________。
(5)某反应在体积为2L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知X、Y、Z均为气体).
①该反应的化学方程式为______.
②反应开始至2分钟时,Y的平均反应速率为______.
③能说明该反应已达到平衡状态的是______
A.υ(X)=3υ(Y)B.容器内气体密度不变
C.υ逆(Z)=2υ正(Y)D.各组分的物质的量相等
E.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
④由图求得平衡时X的转化率为______.
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【题目】我国科学家研发了一种新型液硫二次电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,电池左侧为负极,发生氧化反应
B. 充电时,电解质溶液中K+经交换膜向右侧移动
C. 放电时,电池右侧的电极反应为I3-+2e-=3I-
D. 充电时,电池的总反应为S22-+3I-2S2-+I3-
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【题目】某化学学习小组设计如图实验装置(夹持和加热装置略去)制备Cl2,并探究氯气的相关性质。
回答下列问题:
⑴ 装置中a玻璃仪器的名称为_____________;整套装置装配完毕后,首先进行的操作是______________,再添加试剂。
⑵ 若A装置中的固体药品为MnO2,其化学方程式为_______________________。若A装置中的固体药品为KClO3,则反应中每生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为_________mol(结果保留两位小数)。
⑶ 装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ处是湿润的有色布条,则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是_________、_____________。
⑷ 设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。但有同学认为该设计不够严密,他的理由可能是_____________。
⑸ 甲同学提出,装置F中改用过量的Na2SO3溶液,乙同学认为此法不可行。请用离子方程式解释乙认为不可行的原因:_____________。
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【题目】已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
830℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B,反应初始4 s内A的平均反应速率υ(A)=0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是
A. 4 s时c(B)为0.38 mol/L
B. 830℃达平衡时,A的转化率为20%
C. 反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D. 1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数为0.4
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【题目】研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有重要意义。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJmol﹣1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=﹣221.0kJmol﹣1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=﹣393. 5kJmol﹣1
则汽车尾气处理的反应之一:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=_____ kJmol﹣1,利于
该反应自发进行的条件是_______(选填“高温”或“低温”)。
(2)将0.20mol NO和0.10molCO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),反应过程中 部分物质的浓度变化如图所示:
反应从开始到9min时,用CO2表示该反应的速率是____________________(保留2位有效数字)
②第12min时改变的条件是______________(填“升温或降温”).
③第18min时建立新的平衡,此温度下的平衡常数为______________(列计算式),第24min时,若保持温度不变,再向容器中充入CO和N2各0.060mol,平衡将_____移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在t1时刻达到平衡状态的是________________(填序号)。
(如图中v正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量)
(4)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,产物无污染。若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为______________________________
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【题目】海水中含有80多种元素,是重要的物质资源宝库,同时海水具有强大的自然调节能力,为解决环境污染问题提供了广阔的空间。
(1)①已知不同pH条件下,水溶液中碳元素的存在形态如下图所示。
下列说法不正确的是_____________ (填字母序号)。
a. pH=8时,溶液中含碳元素的微粒主要是HCO3-
b. A点,溶液中H2CO3和HCO3-浓度相同
c. 当c(HCO3-)=c(CO32-)时,c(H+)>c(OH-)
②向上述pH=8.4的水溶液中加入NaOH溶液时发生反应的离子方程式是_____________。
(2)海水pH稳定在7.9~8.4之间,可用于烟道气中CO2和SO2的吸收剂。
①海水中含有的OH-可以吸收烟道气中的CO2,同时为海水脱钙,生产CaCO3。写出此反应的离子方程式:_____________。
②已知:25℃时,H2CO3电离平衡常数K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11
H2SO3电离平衡常数K1=1.5×10-2 K2=6.0×10-8
海水中含有的HCO3-可用于吸收SO2,该过程产物中有CO2和_____________。
(3)洗涤烟气后的海水呈酸性,需处理后再行排放。与新鲜海水混合同时鼓入大量空气排出部分CO2,是一种处理的有效方式。
①通入O2可将酸性海水中的硫(IV)氧化,该反应的离子方程式是_____________。
②上述方式使处理后海水pH升高的原因是_____________。
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【题目】25℃时用溶液沉淀、 两种金属离子,所需最低浓度的对数值与的关系如下图。下列说法中错误的是( )
A. 时,比的小
B. 时,约为
C. 溶液中:
D. 向浓度为的废水中加入粉末,会有沉淀析出
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