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(14分)甲醇又称“木醇”,是无色有酒精气味易挥发的有毒液体。甲醇是重要的化学工...

(14分)甲醇又称“木醇”,是无色有酒精气味易挥发的有毒液体。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。

(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:

CO2g+3H2g满分5 manfen5.comCH3OHl+H2O g H=Q1kJ·mol-1

查资料得知:CH3OHl+1/2 O2g满分5 manfen5.comCO2g+2H2g  H=Q2kJ·mol-1

H2Og=H2Ol H= Q3kJ·mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为                

某同学设计了一个甲醇燃料电池,并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图:

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(2)为除去饱和食盐水中的铵根离子,可在碱性条件下通入氯气,反应生成氮气。该反应的离子方程式为___________________________________。

(3)过量氯气用Na2S2O3除去,反应中S2O32-被氧化为SO42-。若过量的氯气为1×10-3mol,则理论上生成的SO42-为_____________mol。

(4)写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式______________________。

(5)理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(已换算成标准状况下的体积),写出在t1后,石墨电极上的电极反应式____________,原混合溶液中 NaCl的物质的量浓度为___________mol/L。(设溶液体积不变)

(6)当向上述甲装置中通入标况下的氧气336mL时,理论上在铁电极上可析出铜的质量为_____________g。

(7)若使上述电解装置的电流强度达到50A,理论上每分钟应向负极通入气体的质量为_____________克。(已知1个电子所带电量为16×10-19C,计算结果保留两位有效数字)

 

(14分)(1)CH3OH(l)+3/2 O2(g)== CO2(g)+2H2O(l) ΔH=(2Q1+3Q2+2Q3)kJ•mol-1(2分) (2)3Cl2+2NH4++8OH-=N2↑+6Cl-+8H2O(2分) (3)5×10-4 (4)CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O (5)4OH--4e-=O2↑+2H2O 0.1 (6)1.28 (7)0.016 【解析】 试题分析:(1)根据盖斯定律,将已知热化学方程式中的氢气和水蒸气消去,得到1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水的热化学方程式是CH3OH(l)+3/2 O2(g)== CO2(g)+2H2O(l) ΔH=(2Q1+3Q2+2Q3)kJ•mol-1;(2)铵根离子,可在碱性条件下通入氯气,反应生成氮气,可知氯气被还原为Cl-,同时应该有水生成,发生反应的离子方程式为3Cl2+2NH4++8OH-=N2↑+6Cl-+8H2O;(3)1molS2O32-被氧化为SO42-转移8mol电子,过量的氯气为1×10-3mol,完全被还原转移电子为2×10-3mol,故参加反应的S2O32-为2×10-3mol/8 =0.25×10-3mol,生成的SO42-为0.25×10-3mol×2=0.5×10-3mol; (4)在燃料电池的中,负极上是燃料发生失电子的氧化反应,在碱性环境下,甲醇失电子的过程为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O; (5)石墨为阳极、铁电极为阴极,开始Cl-在阳极放电生成氯气,阴极Cu2+放电生成Cu,故图丙中Ⅰ表示阴极产生的气体,Ⅱ表示阳极产生的气体,t1前电极反应式为:阳极2Cl--4e-=Cl2↑,t2点后电极反应式为:阳极4OH--4e-=O2↑+2H2O, 由图可知,产生氯气为224mL,则由2Cl--2e-=Cl2↑可知,n(NaCl)=0.224L/22.4L•mol-1×2=0.02mol,所以c(NaCl)==0.1mol/L; (6)标况下的氧气336mL的物质的量为0.336L÷22.4L/mol=0.015mol,转移电子数为0.015mol×4=0.06mol, 阴极析出铜的物质的量为0.06mol÷3=0.03mol,质量为0.03mol×64g·mol-1=1.92g; (7)电解装置的电流强度达到5.0A,每分钟转移电子的物质的量为(5.0A×60s)÷1.6×10-19C÷6.02×1023mol-1=0.003mol,负极通入气体的质量为0.003mol/6×32g·mol-1=0.016g。 考点:考查盖斯定律的应用、氧化还原反应及电化学计算。  
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(8分)W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1:1和1:2的化合物。

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请回答下列问题。

(1)H2Y2的电子式为______________________,Z在周期表中的位置___________________。

(2)在图中,b的pH约为7,且含有Fe2+和淀粉KI的水溶液,a为H2Y2的水溶液,旋开分液漏斗旋钮,观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是_________________________。

(3)已知:298K时,金属钠与Y2气体反应,若生成1molNa2Y固体时,放出热量414kJ;若生成1molNa2Y2固体时,放出热量511kJ。则由Na2Y固体与Y2气体反应生成Na2Y2固体的热化学方程式为_____________。

(4)有人设想利用原电池原理以气体Z2和氢气制备一种重要的化工原料,同时获取电能。假设这种想法可行,用石墨作电极材料,用稀盐酸作电解溶液,则通入Z2的电极为原电池的___________极,其电极反应式为____________________。

 

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(10分)实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾FeSO4·7H2O,过程如下:

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(1)将过程中的产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是                   

A.品红溶液  B.紫色石蕊溶液    C.酸性KMnO4溶液    D.溴水

(2)过程中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为:                           

(3)过程中,需加入的物质是                  

(4)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。用分析天平称取2800g样品;将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;过滤、洗涤、干燥,称量,得固体质量为3495g。若该聚铁主要成分为[FeOH)(SO4]n,则该聚铁样品中铁元素的质量分数为                   假设杂质中不含铁元素和硫元素

(5)下图是将过程产生的气体SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图,若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2SO4的质量比为___________________。

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(8分)中学常见反应的化学方程式是A+B→X+Y+H2O(未配平,反应条件略去),其中A、B的物质的量之比为了1:4。请回答:

(1)若Y是黄绿色气体,则Y的电子式是               ,该反应的离子方程式是             

(2)若A为非金属单质,构成它的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,B的溶液为某浓酸,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是               

(3)若A为金属单质,常温下A在B的浓溶液中“钝化”,且A可溶于X溶液中。

A元素在周期表中的位置是               (填所在周期和族);Y的化学式是                 

含amol X的溶液溶解了一定量A后,若溶液中两种金属阳离子的物质的量恰好相等,则被还原的X是

              mol。

(4)若A、B、X、Y均为化合物。向A溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀;B的焰色为黄色。则A与B按物质的量之比14恰好反应后,溶液中离子浓度从大到小的顺序是           

 

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用密度为ρ1g/cm3,质量分数是ω的浓盐酸,配制成体积比为1:4的稀盐酸,密度为ρ2g/cm3,则所配制稀盐酸的物质的量浓度为

A.满分5 manfen5.com    B满分5 manfen5.com

C.满分5 manfen5.com    D.满分5 manfen5.com

 

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将一定量的铜粉加入到100mL某浓度的稀硝酸中充分反应后,容器中剩有m1g铜粉,此时共收集到NO气体448mL(标准状况).然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反应为止,容器剩有铜粉m2g,则(m1-m2)为

A.576      B.288    C.192     D.0

 

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