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1、填空题 (12分)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。

请回答下列问题:
(1)上述流程脱硫实现了 (选填下列字母编号)。
A.废弃物的综合利用 B.白色污染的减少 C.酸雨的减少
(2)过滤操作用到的玻璃仪器有: 。
(3)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,其原因是 。
(4)写出KMnO4溶液加入到MnSO4溶液中制备MnO2的离子反应方程式: ;用惰性电极电解MnSO4溶液也可制得MnO2,其阳极的电极反应式是 。
(5)MnO2是碱性锌锰电池的电极材料,电池反应方程式为:2MnO2+Zn+H2O====2MnOOH+Zn(OH)2,写出该电池放电时,正极的电极反应式是 。
参考答案:(1)A、C(2)烧杯、漏斗、玻璃棒
(3)消耗溶液中
本题解析:
试题分析:(1)白色污染主要是塑料等难降解的物质形成的,SO2能形成酸雨,因此脱硫实现了废弃物的综合利用,同时也减少了酸雨形成,即答案选AC。(2)由于碳酸锰能消耗溶液中的酸,降低溶液的酸性,从而促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀。(3)已知:热化学方程式①Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) △H=-520kJ/mol,②S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-297kJ/mol,③Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) △H=-1065kJ/mol,则根据盖斯定律可知③-(①+③)即得到SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式MnO2(s)+SO2(g) =MnSO4(s) △H=-248kJ/mol。(4)电解池中阳极失去电子发生氧化反应,则用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,因此阳极是锰离子放电,其阳极电极反应式是Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。(5)原电池中负极失去电子,正极得到电子,因此碱性锌锰电池放电时,正极是二氧化锰得到电子,则电极反应式是MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-。(6)实际参加反应的SO2的物质的量是
,根据方程式MnO2(s)+SO2(g) =MnSO4(s)可知生成硫酸镁的物质的量是0.4abmol。最终生成二氧化锰是c kg,则根据方程式3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2+K2SO4+2H2SO4可知,因此消耗硫酸锰的物质的量是
mol,则除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰元素的物质的量是
mol-0.4abmol,相当于二氧化锰的质量是(
mol-0.4abmol)×87g/mol=(600c-34.8ab)g=
kg
考点:考查物质制备工艺流程的有关判断与计算
本题难度:困难
2、选择题 在图中的8个装置中,属于原电池的是
[???? ]
A.①②③⑤⑧ ?
B.③④⑥⑦
C.④⑤⑥⑦? ???
D.③⑤⑦
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 (10分)有如下两个反应
A:2HCl+Ba(OH)2=BaCl2+2H2O????B:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(1)根据两反应的本质,判断能否设计成原电池:A???????,B????????,(填“能”或“不能”)不能设计成原电池的原因是??????????????????????????????????????????;
(2)根据能设计成原电池的反应选择适合的材料和试剂设计一个原电池
①负极材料是?????????,正极材料是?????????,电解质溶液是???????????????;
②写出负极的电极反应式??????????????????????????????????????????????????;
③若导线上转移电子0.2 mol,则负极质量减少???????????????。
参考答案:(1)不能;能;没有电子的转移(每空1分)
(2)①C
本题解析:(1)由于电子的定向移动,形成电流,所以只有氧化还原反应才能设计成原电池。A中中和反应,不能设计车原电池。B是氧化还原反应,可以设计成原电池。
(2)根据反应式可知,铜失去电子,所以铜是负极。铁离子得到电子,因此电解质溶液应该是可溶性的铁盐。电极反应式分别是负极:Cu-2e-=Cu2+,正极:2Fe3++2e=2Fe2+。根据电极反应式可知当转移0.2mol电子时,消耗的铜是0.1mol,质量是6.4g。
本题难度:一般
4、填空题 (14分)
已知CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(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
回答下列问题: (1)该反应的△H 0(填“<”“ >”“ =”); (2)830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H2O,反应初始6s内CO的平均反应速率v(CO)="0.003" mol·L-1·s-1,则6S末CO2的物质的量浓度为 ;反应经一段时间后,达到平衡后CO的转化率为 ; (3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母); a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变 c.c(CO)不随时间改变 d.单位时间里生成CO和H2的物质的量相等 (4)已知1000℃时,要使CO的转化率超过90%,则起始物c(H2O): c(CO)应不低于 ; (5)某燃料电池以CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态的K2CO3为电解质,请写出该燃料电池正极的电极反应式 ; (6)已知CO可用于制备很多物质:
ΔH=+8.0kJ·mol-1
ΔH=+90.4kJ·mol-1
ΔH=-556.0kJ·mol-1
ΔH=-483来源:www.91exam.org.6kJ·mol-1 请写出 与 反应生成 热化学方程式 。
参考答案:(每空2分) (1) <
本题解析: 试题分析:(1)由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,即△H<0。 (2)反应初始6s内A的平均反应速率v(CO)=0.003mol?L-1?s-1,则6s内c(CO2)=△c(CO)=0.003mol?L-1?s-1×6s=0.018mol?L?1;CO的起始浓度=0.2mol/5L=0.04mol?L?1。 设平衡时A的浓度变化量为x,则: CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) 开始(mol/L):0.04 0.16 0 0 变化(mol/L):x x x x 平衡(mol/L):0.04-x 0.16-x x x 故x?x/(0.04?x)(0.16?x) =1,解得x=0.032mol/L,所以平衡时A的转化率=0.032mol/L ÷0.04mol?L?1×100%=80% (3)a、该反应前后气体的物质的量不变,压强始终不变,故压强不随时间改变,不能说明到达平衡,错误;b、混合气体的总质量不变,容器的容积不变,故混合气体的密度始终不变,故气体的密度不随时间改变,不能说明到达平衡,错误;c、可逆反应到达平衡时,各组分的浓度不发生变化,故c(CO)不随时间改变,说明到达平衡,正确;d、单位时间里生成CO和H2的物质的量相等,正反应速率等于逆反应速率,说明到达平衡,正确。 (4)设CO、H2O的起始浓度分别为x、y,且CO的转化率为90%,则: CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) 起始浓度(mol?L-1) x y 0 0 转化浓度(mol?L-1) 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x 平衡浓度(mol?L-1) 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x K=0.9x?0.9x ÷[0.1x?(y?0.9x)] =0.6,得y/x=14.4,只要增加H2O量,就可提高CO的转化率。 (5)该电池中,正极反应一定是氧气得电子的过程,该电池的电解质环境是熔融碳酸盐,所以电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32- (或2O2+4CO2+8e-=4CO32-) (6)根据盖斯定律:S(g)+O2(g)=SO2(g)可由已知反应(③+④-①-②)/2得到,则S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)热化学方程式为:S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-574.0kJmol-1。 考点:本题考查化学平衡判断及移动分析、化学反应速率、原电池原理、热化学方程式书写。
本题难度:一般
5、实验题 某同学想利用原电池反应检测Zn和Cu的金属活动性顺序。请你帮他选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,并完成下列实验报告: 实验目的:探究Zn和Cu的金属活动性顺序 (1)电极 材料:正极:??????????;负极:???????????????; 电解质溶液:????????????????????。 (2)写出电极反应式: 正极:?????????????????????????????;负极:?????????????????????????????。 (3)实验现象:?????????????????????????????????????????????????????????????? (4)实验结论:??????????????????????????????????????????????????????????????
参考答案:(1)铜片、锌片 ;? CuSO 4溶液(可有其他答案)
本题解析: 试题分析:(1)中,由于锌比铜活泼,所以组成的电池的电极材料为铜为正极,锌为负极,电解质溶液为CuSO 4溶液(可有其他答案);(2)电极反应式为正极:Cu2+ + 2e- = Cu ,负极为Zn –2e- = Zn2+;(3)该原电池中,锌极作为负极,不断地溶解,而铜离子则是在正极析出,因为铜离子为蓝色,所以溶液变浅,即该实验现象为负极不断溶解,正极上有红色固体析出,溶液蓝色变浅;(4)实验结论锌与铜的金属活动性大小为Zn>Cu。 点评:本题考查了原电池的实验,通过设计实验比较锌和铜的金属
本题难度:一般
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