1、简答题 海水蕴含着丰富的资源.在化学实验室里模拟从海水中提取重要的工业原料氯化钠时,设计了以下操作流程:
请回答以下问题:
(1)在所提供的试剂中选择:试剂C是______?①Na2CO3 ②BaCl2 ③稀盐酸
(2)操作b中用到的主要仪器为酒精灯、______、三脚架和玻璃棒.
(3)利用所得的氯化钠制氯气和氢气,并检验氯气的氧化性和测定产生氢气的体积.试按如图所给仪器,设计一套能完成以上实验目的装置,仪器接口的正确连接顺序是:
A接______,______接______;B接______,______接______.
(4)写出通入C后,烧杯中所发生的离子反应方程式______
(5)电解氯化钠溶液时的离子方程式为______
若装入的饱和食盐水为75mL,接通电源一段时间,停止通电后,测得氢气为8.4mL(标准状况).将U形管内的溶液混合均匀,其
pH约为______.(假设电解前后溶液体积变化可忽略不计,产生的气体全部逸出)
(6)若想准确读取所得氢气的体积,应采取的操作有______.
参考答案:(1)镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,在进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以添加试剂的顺序为:石灰乳、氯化钡、碳酸钠、盐酸或氯化钡、石灰乳、碳酸钠、盐酸,所以试剂C是Na2CO3,故答案为:①;
(2)氯化钠溶液通过蒸发结晶得到氯化钠,蒸发需要的仪器为酒精灯、蒸发皿、三脚架和玻璃棒,故答案为:蒸发皿;
(3)产生的氢气的体积用排水量气法,导管是短进长出,所以A接G,用装有淀粉碘化钾溶液的洗气瓶检验氯气时,导管要长进短出,所以B接D,氯气要进行尾气处理,即E接C,故答案为:G、F、H、D、E、C;
(4)氯气能与氢氧化钠反应Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+H2O,离子方程式为:Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O,
故答案为:Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O;
(5)通过以上分析知,反应物是氯化钠和水,产物是氯气、氢气、氢氧化钠,方程式为:2NaCl+2H2O?通电?.?Cl2↑+H2↑+2NaOH,离子方程式为:2Cl-+2H2O?通电?.?Cl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2Cl-+2H2O?通电?.?Cl2↑+H2↑+2OH-;
因电解饱和食盐水的方程式:2NaCl+2H2O?电解?.?2NaOH+H2↑+Cl2↑,当产生的H2的体积为8.4mL即0.000375mol时,生成氢氧化钠的物质的量为0.00075mol,所以溶液中NaOH的物质的量浓度=0.00075mol0.075L═0.01mol/L,所以氢离子的浓度为
1×10?-140.01=1×10-12mol/L,PH=12,故答案为:12;
(6)排水法测量气体体积的方法:量筒中液面和广口瓶液面相平;读数时视线与量筒凹液面相平;待整套装置恢复至室温时再行读取数据,
故答案为:量筒中液面和广口瓶液面相平;读数时视线与量筒凹液面相平;待整套装置恢复至室温时再行读取数据.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢气能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH =+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)ΔH =+247.4 kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)ΔH =+169.8 kJ·mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与 H2O(g)反应生成CO2(g)和 H2(g)的热化学方程式为_________________________
(2)H2S 热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分 H2S 燃烧,其目的是________;燃烧生成的 SO2与 H2S 进一步反应,生成物在常温下均为非气体,写出该反应的化学方程式:___________________________
(3)H2O 的热分解也可得到 H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图甲所示。图中 A、B 表示的物质依次是______________________________________。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图乙(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为_____________________
(5)Mg2Cu 是一种储氢合金。 350 ℃时,Mg2Cu 与 H2反应,生成 MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为 0.077)。Mg2Cu 与 H2反应的化学方程式为_____________________________________
参考答案:(1)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.0 kJ·mol-1
(2)为H2S热分解反应提供热量
2H2S+SO2=2H2O+3S(或4H2S+2SO2=4H2O+3S2)
(3)H、O(或氢原子、氧原子)
(4)CO(NH2)2+8OH--6e-=CO+N2↑+6H2O
(5)2Mg2Cu+3H2△,MgCu2+3MgH2
本题解析:本题考查化学反应与能量,化学能与电能的转化及元素化合物相关知识,意在考查考生的综合运用能力。
(1)将所给反应依次编号为①②③,根据盖斯定律,由反应①×2-反应②即得题述反应的热化学方程式:CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.0 kJ·mol-1。
(3)由图中A、B的体积分数比例近似为2∶1,则可确定A为H原子,B为O原子。
(4)H2是由溶液中的H+在阴极放电得到的,则阳极产生的是N2,阳极发生氧化反应,在碱性环境下的电极反应式为:CO(NH2)2+8OH--6e-=CO+N2↑+6H2O。
(5)由Mg2Cu变为MgCu2,可知Mg含量下降,则生成物中氢化物仅含的一种金属元素必为Mg,再根据其中氢的质量分数为0.077,则Mg与H物质的量之比为=,即化学式为MgH2,则反应的化学方程式为:2Mg2Cu+3H2△,MgCu2+3MgH2。
本题难度:困难
3、填空题 下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100?g?5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100?g?10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极.
(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4的浓度为10.47%,乙中c电极质量增加.据此回答问题:
①电源的N端为________极;
②电极b上发生的电极反应为_________________;
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:________________;
④电极c的质量变化是________g;
(2)电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:
甲溶液___________________________________;
乙溶液___________________________________;
丙溶液___________________________________;
(3)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
________________________________________________________
参考答案:(1)①正;②4OH--4e-==2H2O+O2↑ ;③水减少的质量:100?g×(1-)=4.5?g
生成O2的体积:; ④16
(2)碱性增大,因为电解后,水量减少,溶液中NaOH浓度增大;酸性增大,因为阳极上OH-生成O2,溶液中H+浓度增加;酸碱性大小没有变化,因为K2SO4是强酸强碱盐,浓度增加不影响溶液的酸碱性
(2)能继续进行,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 用铂电极电解100mL?HNO3与?AgNO3?的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),则原混合溶液中Ag+的物质的量浓度为( )
A.1mol?L-1
B.2?mol?L-1
C.2.5?mol?L-1
D.3?mol?L-1
参考答案:铂电极为惰性电极,电解HNO3与AgNO3?的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况),
n(气体)=2.24L22.4L/mol=0.1mol,
由阳极发生4OH--4e-=2H2O+O2↑可知,生成0.1molO2转移0.4mol电子,
根据电子守恒可知,阴极转移0.4mol电子,则
2H++2e-=H2↑
?0.2mol 0.1mol
? 2Ag++2e-=2Ag
0.2mol 0.2mol
即n(Ag+)=0.2mol,
则原混合溶液中Ag+的物质的量浓度为0.2mol0.1L=2mol/L,
故选B.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,装置(丁)中Y极附近红褐色变深,则以下说法正确的是
A.电源B端是正极
B.(甲)装置的C、D电极均有单质生成,且其物质的量之比为2:1
C.欲用(丙)装置给铜镀银,H应该是银,电镀液是硝酸银溶液
D.若向(乙)中滴入酚酞溶液,在F极附近先出现红色
参考答案:D
本题解析:略
本题难度:简单