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二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料气,其储运、燃烧安全性、理论燃烧温度等性能指标均优于液化石油气,也可用作燃烧电池的燃料,具有很好的好展前景。

(1)已知H2、CO和CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol,则工业上利用水煤气成分按1:1合成二甲醚的热化学方程式为:             。

(2)工业上采用电浮远凝聚法处理污水时,保持污水的pH在5.0,通过电解生成Fe(OH)3胶体,吸附不溶性杂质,同时利用阴极产生的H2,将悬浮物带到水面,利于除去。实验室以二甲醚燃料电池模拟该方法设计的装置如下图所示:

①乙装置以熔融碳酸盐为电解质,稀土金属材料为电极。写出该燃料电池的正极电极反应式          ;下列物质可用做电池熔融碳酸盐的是              。

A.MgCO3       B.Na2CO3      C.NaHCO3     D.(NH4)2CO3

②写出甲装置中阳极产物离子生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式                   。

③已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,电解一段时间后,甲装置中c(Fe3+)=    。

④已知:H2S的电离平衡常数:K1=9.1×10-8、K2=1.1×10-12;H2CO3的电离平衡常数:K1=4.31×10-7、K2=5.61×10-11。测得电极上转移电子为0.24mol时,将乙装置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,下列选项正确的是

A.发生反应的离子方程式为:CO2+S2-+H2O=CO32-+H2S

B.发生反应的离子方程式为:CO2+S2-+H2O=HCO3-+HS-

C.c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]

D.c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)

E.c(Na+)>c(HCO3-)>c(HS-)>c(OH-)

 

(1)2H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)   △H=-246.4 kJ·mol-1

(2)① O2+4e-+2CO2=2CO32-; B   ②4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+

③4.0×10-11mol/L    ④B、C、E

【解析】(1)由盖斯定律可知,工业上用水煤气按1:1合成二甲醚的热化学方程式是,

2H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)  △H=-246.4 kJ·mol-1。

(2)①以二甲醚为燃料的电池,二甲醚从负极通入,氧气从正极通入,正极电极的反应式是O2+4e-+2CO2=2CO32-;NaHCO3和(NH4)2CO3受热易分解,所以不能用熔融碳酸盐电解质。MgCO3和Na2CO3都是离子化合物,离子键前者大于后者,熔化需要更从的能量,所以用Na2CO3来做熔融盐电池的电解质。

②在甲装置中,Al做阴极,Fe做阳极,阳极发生氧化反应,Fe-2e-=Fe2+,然后发生反应,4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+,产生Fe(OH)3吸附不溶性杂质,从而使水变澄清。

③在常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38mol/L ,pH=5.0,c(OH-)=10-9mol/L,代入ksp从而求得c(Fe3+)=4.0×10-11mol/L。

④乙装置中阴极上甲醚失电子生成二氧化碳,根据CH3OCH3-2CO2-12e-计算n(CO2)=0.04mol,n(Na2S)=0.2mol/L×0.2L=0.04mol,根据电离平衡常数知发生反应CO2+S2-+H2O═HCO3-+HS-,则溶液中的溶质是等物质的量浓度的NaHCO3和NaHS。通过以上分析可知A错误,B正确;C由物料守恒的正确;D为电荷守恒正确的应是c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)+c(HS-)+c(HCO3-),故错误;E中碳酸氢根离子和硫氢根离子都水解和电离,但程度都较小,钠离子不水解,根据电离平衡常数知,HCO3-水解程度小于HS-,故E正确;

 

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测11 题型:推断题

【有机物化学基础】

A-G均为有机化合物,其中A为二卤代烃,相对分子质量为216,碳的质量分数为22.2%。相关转化关系如下:

已知:

请回答:

(1)C的核磁共振氢谱有_______个吸收峰。

(2)①、④的反应类型分别为________、______。

(3)下列关于F的说法正确的是_______ (填选项字母)。

a.1 mol F与足量金属钠反应最多生成2 mol H2

b.1 mol F完全燃烧消耗8.5 mol O2

c.能与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀

d.能与NaHCO3反应生成CO2

(4)写出下列反应的化学方程式

反应③___________________________________;

反应⑤___________________________________;

(5)符合下列条件的同分异构体有_____种,任写其中一种的结构简式_____。

i.与E互为同系物     ii.相对分子质量比E大28

 

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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测1 题型:选择题

化学来源于生活,并应用于生产生活中。下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是

A.将煤气化、液化等方法处理,是提高燃料燃烧效率的重要措施之一

B.CO2、CxHy、N2等均是造成温室效应的气体

C.乙醇、天然气、液化石油气、氢气都可以作为燃料电池的原料,其中氢气是最为环保的原料

D.合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺

 

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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--预测 题型:选择题

混合物除杂是中学化学实验的基础实验,下列除去杂质的方法不正确的是

A 除去氨气中的水蒸气:气体通过装有碱石灰的干燥管

B 除去SO2中少量的SO3气体:气体通过盛浓硫酸的洗气瓶

C 除去CO2中少量的SO2:气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶

D 除去乙醇中少量的乙酸:加足量生石灰,蒸馏

 

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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--线索综合5 题型:简答题

A、J是日常生活中常见的两种金属,这两种金属和NaOH组成原电池,A作负极;F常温下是气体单质,各物质有以下的转化关系(部分产物及条件略去)。

 请回答以下问题:

(1)写出该原电池的总反应方程式_____________________。

(2)写出②的化学方程_________________。

(3)常温时pH=12的C溶液中,溶质的阳离子与溶质的阴离子浓度之差为           。(写出计算式)

(4)若③中J的氧化物为磁性氧化物,且每生成1mol J放出Q kJ的热量,请写出A→J反应的热化学方程式                           。

 

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科目:高中化学 来源:2014高考名师推荐化学--线索综合2 题型:简答题

I.800℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O维持恒温,发生反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),反应过???中测定的部分数据见下表:

反应时间/min

0

2

4

6

n(CO)/mol

1.20

0.90

 

0.80

n(H2O)/ mol

0.60

 

0.20

 

①反应在2 min内的平均速率为v(H2O)=__________;

②800℃时,化学平衡常数K的值为______________;

③保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率______(填“增大”或“减小”或“不变”)。

④在恒温恒压密闭容器中通入CO和H2O各1 mol发生该反应,当反应达到平衡后,维持温度与压强不变,t1时再通入各1 mol的CO和H2O的混合气体,请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。

II.实验室中利用复分解反应制取Mg(OH)2。实验数据和现象如下表所示(溶液体积均取用1mL):

①现象III是             ;

②如果向0.028 mol/L的MgCl2溶液中加入等体积的NaOH溶液,请计算NaOH溶液的浓度至少达到      mol/L时,溶液中开始出现白色沉淀(Ksp(Mg(OH)2)= 5.6×10-12)。

③MgCl2溶液和氨水混合后存在下列化学平衡:

Mg2+(aq) + 2NH3·H2O(aq)2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s)该反应化学平衡常数的表达式为K=                   ,列出该反应平衡常数K与Kb(NH3·H2O)、Ksp(Mg(OH)2)的关系式       。

 

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科目:高中化学 来源:2014福建安溪一中、养正中学、惠安一中高一下学期期末化学试卷(解析版) 题型:填空题

(8分)某研究小组对铁生锈进行研究:

(1)经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:上图中的铁钉最容易生锈的是 (填字母)。

(2)根据实验条件判断,在铁钉的锈蚀过程中,正极的电极反应为: ;

(3)若为了防止铁钉生锈,该小组同学想在铁钉表面镀上一层金属,该金属最好是( )

A. 锡 B. 铜 C. 锌

(4)钢铁容易腐蚀,工业生产中常需对钢铁进行“发蓝”处理,以有效避免或减缓钢铁的腐蚀。所谓“发蓝”,就是在钢铁零件等进行氧化处理,使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜。发蓝处理过程可表示如下:

为检验经过步骤Ⅳ处理的铁件是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,如果成品不合格(即铁件表面有微小松孔,未形成致密的氧化膜),一段时间将观察到的现象为__________________________。

 

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科目:高中化学 来源:2014福建安溪一中、养正中学、惠安一中高一下学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题

将SO2气体通入BaCl2溶液至饱和,未见有沉淀生成,继续通入另一种气体仍无沉淀产生,则通入的气体可能是( )

A. NH3 B.Cl2    C.CO2 D.NO2

 

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科目:高中化学 来源:2014年高考化学鲁科版4.1硅 无机非金属材料练习卷(解析版) 题型:实验题

单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得

高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下:

a.四氯化硅遇水极易水解;

b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;

c.有关物质的物理常数见下表:

物质

SiCl4

BCl3

AlCl3

FeCl3

PCl5

沸点/℃

57.7

12.8

315

熔点/℃

-70.0

-107.2

升华温度/℃

180

300

162

 

请回答下列问题:

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式: 。

(2)装置A中g管的作用是 ;装置C中的试剂是 ;装置E中的h瓶需要冷却的理由是 。

(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。

 

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