(2)气体A(H2S)通入溶液C(FeCl3)中发生反应的离子方程式为H2S+2Fe3+=S↓+2Fe2++2H+,故答案为H2S+2Fe3+=S↓+2Fe2++2H+。
28.过氧化钙,化学式为CaO2,微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。现有一种制备过氧化钙的实验方案,流程如下图,其主要反应的化学方程式为:CaCl2+2NH3·H2O+H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+2H2O表示。回答下列问题:
(1)步骤①中,加入氨水的目的是_____________,小火煮沸的作用是________________________。 (2)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体;再将溶液煮沸,趁热过滤。此过程中,将溶液煮沸的作用是________________________________________。
(3)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到产品。此法工艺简单、操作方便,但是得到的产品纯度较低,往往CaCO3、Ca(OH)2等杂质含量较高。若实验室只提供稀盐酸和澄清石灰水两瓶试剂,以及试管、小烧杯、胶头滴管、药匙各1个,请设计实验检验所得产品中含有CaCO3。_____________________________(简要描述方案即可)。
【答案】 (1). 调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀 (2). 使沉淀颗粒长大,有利于过滤分离 (3). 使Ca(HCO3)2分解,并驱除溶解的CO2 (4). 取少量产品于试管中,加入稀盐酸,立即在试管口上方倒扣内涂澄清石灰水的小烧杯;若产生白色沉淀,则产品中含CaCO3。 【解析】 【分析】
由流程可知,加盐酸,碳酸钙、铁的氧化物均溶解,加双氧水可氧化亚铁离子,加氨水将铁离子转化为沉淀,过滤后的滤液中含盐酸,加氨水中和酸,利用得到碳酸钙沉淀;碳酸钙溶于盐酸后,至溶液中尚存有少量固体,过滤后,滤液中氯化钙、氨水、过氧化氢在冰水浴中反应生成CaO2、NH4Cl、水;再过滤,洗涤得到过氧化钙。
【详解】(1)步骤①加入氨水的目的是中和多余的盐酸,沉淀铁离子;小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于过滤,故答案为调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀;使沉淀颗粒长大,有利于过滤分离;
(2)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,溶液中溶解二氧化碳,此时溶液呈酸性;将溶液煮沸,趁热过滤,将溶液煮沸的作用是使Ca(HCO3)2分解,并除去溶液中溶解的二氧化碳,故答案为使Ca(HCO3)2分解,并除去溶液中溶解的二氧化碳;
(3)碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳,只要检验是否生成了二氧化碳即可,实验方案为:取少量产品于试管中,加入稀盐酸,立即在试管口上方倒扣内涂澄清石灰水的小烧杯;若产生白色沉淀,则产品中含CaCO3,故答案为取少量产品于试管中,加入稀盐酸,立即在试管口上方倒扣内涂澄清石灰水的小烧杯;若产生白色沉淀,则产品中含CaCO3。
29.两份等质量Na2O2和NaHCO3均匀混和物,向其中一份加入100mL盐酸,充分反应呈中性,放出气体经干燥后测得体积为2.24L(标准状况)。如将该气体通入另一混和物中充分反应后,气体体积变为2.016L(标准状况)。若混合物中NaHCO3的物质的量大于Na2O2。则:
(1)原混和物中Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为__________________; (2)加入盐酸的物质的量的浓度为_____________mol·L-1。 【答案】 (1). 2︰9 (2). 1.3mol/L 【解析】 【
详
解
】
(1)
根
据
题
意
,
发
生
的
反
应
有
:
①2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2,②NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,③2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。 NaHCO3与盐酸反应产生CO2,Na2O2与盐酸反应生成O2,因此第一步反应生成的气体为二氧化碳和氧气的
2.24L=0.1 mol,即第一步反应生成二氧化碳和氧气共0.1mol。 混合气体,2.24 L气体的物质的量为
22.4L/molCO2与Na2O2反应将产生O2,因为混合物中NaHCO3的物质的量大于Na2O2,故第两步反应后的剩余气体一
2.106L=0.09 mol,即第二步反应生成二氧化碳和氧气定有O2和CO2,2.016 L气体的物质的量为
22.4L/mol0.09mol,
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 △n(g) 0.02mol 0.02mol 0.01mol
n n 0.1mol-0.09mol=0.01mol n(Na2O2)=0.02mol。
根据方程式①,第一份生成的O2为0.01mol,则CO2为0.1mol-0.01mol=0.09mol,因此碳酸氢钠为0.09mol,原混和物中Na2O2与NaHCO3的物质的量之比为0.02mol∶0.09mol=2∶9,故答案为2∶9; (2)2Na2O2 + 4HCl=4NaCl+2H2O+O2 0.02mol 0.04mol 0.01mol NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O+CO2 0.09mol 0.09mol 0.09mol
0.13mol=1.3 mol/L,故答案为1.3 mol/L。 消耗的HCl为 0.04mol+0.09mol=0.13mol,c(HCl)=
0.1L30.含碳物质在日常生活与工业生产上有广泛的应用。
(1)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图1所示,写出电极A中发生的电极方程式_____;
(2)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I、Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化见图2。在15小时内,CH4的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为______________(填序号)。
(3)以 TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3。乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是______________________; (4)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)获得甲醇。向2L的密
闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图4所示。
①500℃的此反应的平衡常数K=________________;
②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2 有利于维持Cu2O的量不变,原因是________________(用化学方程式表示)。
③在500℃恒压条件下,请在图4中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图________________。 (1). H2-2e-+CO32-=CO2+H2O、CO-2e-+CO32-=2CO2 (2). Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ (3). 300℃ (4). 4 (5). Cu2O+CO2Cu+CO2 (6). 【解析】 【详解】(1)燃料电池工作时,通入燃料的为负极,即CO和H2在负极失去电子发生氧化反应,电极反应为:H2-2e-+CO32-=CO2+H2O、CO-2e-+CO32-=2CO2H2-2e-+CO32-=CO2+H2O、CO-2e-+CO32-=2CO2; (2)由图2可知,在0~15h内,甲烷的物质的量变化量为△n(Ⅰ)<△n(Ⅲ)<△n(Ⅱ),故在0~15h内,CH4的平均生成速率Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ,故答案为Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ; (3)根据图像,温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,在300℃时失去活性,故以后乙酸的生成速率升高是由温度升高导致的,故乙酸主要取决于温度影响的范围为300℃~400℃,故答案为300℃~400℃; (4)①根据图像,2s后达到平衡,平衡时甲醇的物质的量为0.5mol,浓度为0.25mol/L, CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) , 故 答 案 为 起始(mol/L) 05 1 0 反应(mol/L)0.25 0.5 0.25 平衡(mol/L)0.25 0.5 0.25 500℃的此反应的平衡常数K= ②在加热条件下CO能还原Cu2O使其减少,因此反应体系中含有少量二氧化有利于抑制反应向正反应方向移动,维持Cu2O的量不变,反应方程式为Cu2O+CO?2Cu+CO2,故答案为Cu2O+CO?2Cu+CO2; ③合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),反应后气体体积减小,在500℃恒压条件下,容器体积减小压强增大,相当于增大了压强,反应速率加快,达到平衡需要的时间减少,增大压强,平衡正向移动,甲醇的物 .c(CH3OH)0.25==4,故答案为4; c(CO)c2(H2)0.25?0.52质的量增大,图像为;故答案为; 【点睛】本题考查了化学反应原理的综合应用。本题的易错点为(1),要注意氢气反应后不是生成氢离子, 因为电解质为熔融碳酸盐。 31.N2H4·H2O(水合肼)极毒且不稳定,100℃以上易分解失水,常用作还原剂和除氧剂(通常生成N2和H2O)NaOH、,其熔点为-40℃,沸点118.5℃。现以Cl2、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O和无水Na2SO3,其主要流程如下: 已知:Cl2(g)+2OH-(aq)=ClO-(aq)+Cl-(aq)+H2O(aq) △H<0 (1)配制30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒、烧杯外,还需要_____________(填标号)。 A.容量瓶 B.胶头滴管 C.玻璃棒 D.锥形瓶 (2)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液充分反应生成NaClO3和NaCl。实验中为控制反应温度除了用冰水浴、充分搅拌外,还需采取的措施是_______________________。 (3)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________(填字母); a.尿素溶液 b.NaClO碱性溶液 c.尿素溶液或NaClO溶液任选其一 理由是____________________________________。 (4)步骤Ⅲ中分离出N2H4·H2O应该采用的方法最合理是____________________。 (5)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO3、SO32随pH的分布如图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。 --
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