【题目】光卤石是制取钾肥的重要原料,也是提炼金属镁的重要原料。纯净的光卤石的组成可表示为KCl·MgCl2·nH2O。某化学小组为了测定纯净的光卤石的组成,进行如下实验:
实验l:用下图所示装置测定纯净的光卤石中结晶水的含量。
(1)装置A的作用是______________________。装置B中的试剂是___________。装置D的作用是______________________。
(2)实验步骤包括:
①点燃装置C处的酒精灯
②打开装置A处的分液漏斗的活塞
③组装仪器,并检查装置的气密性
④装入药品
⑤关闭装置A处的分液漏斗的活塞
⑥熄灭装置C处的酒精灯
上述实验步骤的先后顺序为______________________(填序号)。
(3)写出装置C中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:___________________________(光卤石用“KCl·MgCl2·nH2O”表示)。
(4)若装置C中硬质玻璃管的质量为a g,实验前称量得硬质玻璃管和样品的总质量为b g,充分反应并冷却后,称量得硬质玻璃管和剩余固体的总质量为c g。则KCl·MgCl2·nH2O 中n=___________ (用含a、b、c的代数式表示)。
实验Ⅱ:测定纯净的光卤石中Mg2+的质量分数。
取wg纯净的光卤石溶于适当过量的稀硝酸中,再用水稀释,配制成250 mL溶液。取25.00 mL所配制的溶液于锥形瓶中,滴几滴K2CrO4溶液(作指示剂),用c mol·L1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗AgNO3标准溶液V mL。
(5)纯净的光卤石中所含Mg2+的质量分数为___________%(用含w、c、V的代数式表示)。
(6)若滴定开始时仰视读数,滴定终点时俯视读数,则测得的结果会___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】制取HCl气体 浓硫酸 吸收尾气中的氯化氢、水蒸气及空气中的水蒸气 ③④②①⑥⑤ KCl·MgCl2·nH2OKCl+MgCl2+nH2O↑ 偏低
【解析】
(1)浓硫酸溶于水放热,可使浓盐酸挥发出HCl气体;气体进入硬质玻璃管之间需干燥,装置D的目的是为防止外界空气进入装置,据此作答;
(2)实验操作步骤分为准备阶段、进行阶段及结束阶段;
(3)在硬质玻璃管内,HCl气流中光卤石发生分解;
(4)根据差量法列式计算;
(5)根据元素守恒法和关系式法找出氯离子的物质的量,进而求得镁离子的物质的量,得出表达式;
(6)结合上述表达式,依据标准滴定操作的不当对标准液读取体积的影响分析作答。
(1)装置A的作用是制取氯化氢。装置B中盛有浓硫酸,用于干燥氯化氢。装置D中的碱石灰可吸收尾气中的氯化氢、水蒸气以及空气中的水蒸气,
故答案为:制取HCl气体;浓硫酸;吸收尾气中的氯化氢、水蒸气及空气中的水蒸气;
(2)实验准备阶段:组装仪器并检查装置气密性,装药品。
实验进行阶段:打开A处分液漏斗的活塞,通HCl气体赶尽装置内的空气,点燃C处的酒精灯,使样品在HCl的气氛中失去结晶水。
实验结束阶段:停止加热,继续通HCl气体,待硬质玻璃管冷却至室温后,关闭分液漏斗的活塞,停止通入HCl气体。故实验步骤为③④②①⑥⑤,
故答案为:③④②①⑥⑤;
(3)光卤石在氯化氢气氛中的脱水反应为KCl·MgCl2·nH2OKCl+MgCl2+nH2O↑,
故答案为:KCl·MgCl2·nH2OKCl+MgCl2+nH2O↑;
(4)依题意,无水KCl和MgCl2的总质量为(ca) g,结晶水的质量为(bc)g。
由化学方程式KCl·MgCl2·nH2OKCl+MgCl2+nH2O↑可得,解得n=,
故答案为:。
(5)w g纯净的光卤石中,n(Cl) = n(AgCl) = n(AgNO3) = ,由KCl·MgCl2·nH2O可知,n(Mg2+)=,所以纯净的光卤石中所含Mg2+的质量分数为,
故答案为:;
(6)若滴定开始时仰视读数,滴定终点时俯视读数,则读取的AgNO3标准溶液体积V偏小,根据上述所含Mg2+的质量分数表达式为可以看出,会使最终结果偏低,
故答案为:偏低。
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【题目】新型锌碘液流电池具有能量密度高、循环寿命长等优势,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时电流从石墨电极流向锌电极
B. 充电时阳极反应式为:3I--2e-=I3-
C. 若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜,放电时正负极也随之改变
D. 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大
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【题目】某化学教师为 “氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验。实验操作:先给钠预热,到钠熔融成圆球时,撤火,通入氯气,即可见钠着火燃烧,生成大量白烟。以下叙述中错误的是( )
A. 反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B. 玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气
C. 钠着火燃烧产生苍白色火焰
D. 发生的反应为2Na+Cl22NaCl
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【题目】以甲醇为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:
(1)B极上的电极反应式为 。
(2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集到11.2L(标准状况)气体时,消耗甲醇的质量为 克,若要使溶液复原,可向电解后的溶液中加入的物质有 。
(3)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①上图示意用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。若用上述甲醇燃料电池进行电解,则电解池的电极a接甲醇燃料电池的 极( 填A或B) ,写出阳极产生ClO2的电极反应式:__________。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol。
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【题目】某化学兴趣小组同学设计如图装置:
回答下列问题:
(1)乙中铜片为________极 (填“正”或“负”),其电极反应式为__________________
(2)若丙池盛放足量的CuSO4溶液:①在丙池铁棒这极的现象是____________________。②在丙池中阳极的电极反应是_______________________________________。
(3)若丙池中盛放滴加少量酚酞的饱和NaCl溶液1L(假设溶液体积电解前后无变化)。
①丙池通电一段时间后,___极附近溶液呈红色(填Fe或C),总反应的离子方程式:________。
②标准状况下,当丙池中有0.1mol电子发生转移时切断电源,则理论上有____ L氯气生成。
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【题目】二氧化钛是一种重要的化工原料,常用于染料、催化剂等领域。
(1)由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有:
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) ΔH1=72 kJ·mol1
TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) ΔH2=+38.8 kJ·mol1
C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH3=+282.8 kJ·mol1
则反应C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=_____。
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如上图所示,250~300 ℃时,温 度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_____。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是_____,_____。
(3)TiO2直接电解法生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氧化钙,原理如上图 所示,二氧化钛电极连接电源_____(填“正极”或“负极”),该极电极反应式
为_____。石墨极上石墨参与反应产生的气体是_____。
(4)将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧所得物质可作火箭和导弹表面 的耐高温材料薄层(Al2O3 和 TiC),该反应中每生成 1 mol TiC 转移___mol 电子。
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【题目】用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电极I为阴极,电极反应式为2H2O+2e一=2OH-+H2↑
B. 电解时H+由电极I向电极II迁移
C. 吸收塔中的反应为2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-
D. 每处理1molNO,可同时得到32gO2
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【题目】将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。
(1)H2S的转化
Ⅰ | 克劳斯法 |
|
Ⅱ | 铁盐氧化法 | |
Ⅲ | 光分解法 |
① 反应Ⅰ的化学方程式是________。
② 反应Ⅱ:____+ 1 H2S ==____Fe2+ + ____S↓ + ____(将反应补充完整)。
③ 反应Ⅲ体现了H2S的稳定性弱于H2O。结合原子结构解释二者稳定性差异的原因:_______。
(2)反应Ⅲ硫的产率低,反应Ⅱ的原子利用率低。我国科研人员设想将两个反应耦合,实现由H2S高效产生S和H2,电子转移过程如图。
过程甲、乙中,氧化剂分别是______。
(3)按照设计,科研人员研究如下。
① 首先研究过程乙是否可行,装置如图。经检验,n极区产生了Fe3+,p极产生了H2。n极区产生Fe3+的可能原因:
ⅰ.Fe2+ - e- = Fe3+
ⅱ.2H2O -4e-=O2 +4H+,_______(写离子方程式)。经确认,ⅰ是产生Fe3+的原因。过程乙可行。
② 光照产生Fe3+后,向n极区注入H2S溶液,有S生成,持续产生电流,p极产生H2。研究S产生的原因,设计如下实验方案:______。 经确认,S是由Fe3+氧化H2S所得,H2S不能直接放电。过程甲可行。
(4)综上,反应Ⅱ、Ⅲ能耦合,同时能高效产生H2和S,其工作原理如图。
进一步研究发现,除了Fe3+/Fe2+ 外,I3-/I- 也能实现如图所示循环过程。结合化学用语,说明I3-/I- 能够使S源源不断产生的原因:________。
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【题目】下表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑩种元素,填写下列空白:
主族 周期 | IA | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA | 0族 |
第二周期 | ① | ② | ③ | |||||
第三周期 | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | |||
第四周期 | ⑨ | ⑩ |
(1)在这些元素中,化学性质最不活泼的是:__(填元素符号),
(2)在最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的化合物的分子__,碱性最强的化合物的电子式是:__。
(3)用电子式表示元素④与⑥的化合物的形成过程:__。
(4)表示①与⑦的化合物的电子式__,该化合物是由__(填“极性”或“非极性”)键形成的。
(5)③、⑥、⑦三种元素形成的离子,离子半径由大到小的顺序是_(用化学式表示)。
(6)元素③的简单氢化物的结构式__,在常温下和元素⑦的单质反应的离子方程式__。
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