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(16分)I.将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。

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请回答:

(1)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是            (填选项字母)。

A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变

B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变

C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变

D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变

(2)反应进行到10 min时,共吸收热量11.38 kJ,则该反应的热化学方程式为

                                                                     

(3)计算该反应的平衡常数K=                                          

(4)反应进行到20 min时,再向容器内充入一定量NO2,10min后达到新的平衡,此

时测得c(NO2)=0.9 mol/L。

第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2,则w1               w2 (填“>”、“=”或“<”);

请在图2中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和

“Y”)。

II.(1)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学

电源的重要原料。如LiFePO4电池中某电极的工作原理如下图所示:

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该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的               极(填“正”或“负”),该电极反应式为                                      

(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL,假如电路中转移了0.02 mol e,且电解池的电极均为惰性电极,阳极产生的气体在标准状况下的体积是__________L.

 

Ⅰ.(1)B (2分) (2)N2O4(g) 2NO2(g) △H=+56.9kJ/mol (2分) (3)0.9 (2分) (4)① > (2分) ② (2分) Ⅱ.正(2分) FePO4+e-+Li+=LiFePO4 (2分) 0.168 (2分) 【解析】 试题分析:Ⅰ.(1)A、反应前后气体的化学计量数之和不等,故容器总压强不随时间改变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,正确;B、总质量不变,体积也不变,故混合气体的密度不随时间变化而改变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据,错误;C、NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体,故混合气体的颜色不随时间变化而改变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,正确;D、总质量不变,总物质的量在变,故反应混合气平均分子量不再改变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,正确。 (2)由图1可知,反应物为N2O4,生成物为NO2,反应进行到10min时,N2O4的物质的量变化为0.2mol/L×1L=0.2mol,共吸收热量11.38kJ,故反应1molN2O4共吸收热量11.38×5=56.9kJ,故该反应热化学 方程式为:N2O4(g)⇌2NO2(g),△H=+56.9kJ•mol‾1。 (3)k= c2(NO2)/ c(N2O4) =0.62÷0.4=0.9。 (4)①恒容,充入一定量NO2,相当于增大压强,平衡逆向移动,新平衡后混合气体中NO2的体积分数减小,故W1>W2。 ②30min时,c(NO2)=0.9mol/L,k=0.92 ÷c(N2O4) =0.9,c(N2O4)=0.9mol/L,20min-30min,N2O4的浓度增加了0.9-0.4=0.5mol/L,故NO2的浓度减少了1mol/L,则20min时,c(NO2)=1+0.9=1.9mol/L,可画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线。 Ⅱ.(1)放电时,该装置是原电池,Fe元素化合价由+3价变为+2价,得电子发生还原反应,所以该电极是正极,电极反应式为FePO4+e-+Li+=LiFePO4。 (2)计算得到,电解含有0.01mol CuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100mL,电路中转移了0.02mol e-, 阳极:2Cl- -2e- =Cl2↑,    0.01mol  0.01mol  0.005mol       4OH--4e-=2H2O+O2↑, 0.01mol  0.01mol   0.0025mol所以阳极上生成的气体在标准状况下的体积=(0.005mol+0.0025mol)×22.4L/mol=0.168L。 考点:本题考查图像的分析及绘画、化学平衡状态、化学平衡常数、热化学方程式、原电池原理及应用。  
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考点分析:
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(14)某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。

实验:制取NaClO2晶体

已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38时析出晶体的是NaClO2,高于60时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。Ba(ClO)2可溶于水。

利用下图所示装置进行实验。

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(1)装置的作用是                      装置的作用是                     

(2)装置中产生ClO2的化学方程式为                        

(3)从装置反应后的溶液获得晶体NaClO2的操作步骤为:

减压,55蒸发结晶;趁热过滤;            低于60干燥,得到成品。

(4)设计实验检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4,操作与现象是:取少量晶体溶于蒸馏水,                                                     

实验:测定某亚氯酸钠样品的纯度。

设计如下实验方案,并进行实验:

准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2+ 4I+4H+ =2H2O+2I2+Cl)。将所得混合液配成100mL待测溶液。

移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得消耗标准溶液的体积的平均值为V mL(已知:I2 +2S2O32=2I+S4O62)。

(5)滴定中使用的指示剂是       ,达到滴定终点时的现象为                

(6) 样品中NaClO2的质量分数为      (用含m、cV的代数式表示,式量:NaClO2  90.5)。

 

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(14分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:

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已知:NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。

纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。

160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L

(1) 160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为          

(2)发生器中鼓入空气的作用可能是   (选填序号)。

a.将SO2氧化成SO3,增强酸性;

b.稀释ClO2以防止爆炸;

c.将NaClO3氧化成ClO2

(3)吸收塔内的反应的化学方程式为                  

吸收塔的温度不能超过20,其目的是                        

(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单实验方法是                                       

(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2

外,还可以选择的还原剂是        (选填序号)。

a.Na2O2         b.Na2S          c.FeCl2

(6) 从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是     (选填序号)。

a.蒸馏    b.蒸发   c.灼烧   d.过滤    e.冷却结晶

要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是        (填操作名称)

 

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某混合溶液中可能含有下列离子中的若干种:NH4+、Na+、Al3+、Fe2+、Fe3+、AlO2-、SO42-、I-、NO3-、CO32-,已知各离子的浓度均约为0.1mol/L,现取两份20mL该溶液进行如下实验

(1)第一份加入足量盐酸,产生气体在空气中变为红色,在反应后的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生。

(2)第二份逐滴滴加NaOH溶液至过量,产生沉淀但不溶解,并有气体逸出。

根据上述实验情况,以下说法错误的是(  )。

A.该混合溶液中一定不含有Fe3+、AlO2-、Al3+、CO32-

B.该混合溶液通过继续进行焰色反应可以间接确定是否含有I-

C.该混合溶液中肯定含有Fe2+、NH4+、SO42-、NO3-

D.向该混合溶液中滴加酚酞试液后呈红色

 

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高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是(  )。

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A.铁是阳极,电极反应为Fe-6e-+4H2O=FeO42-+ 8H+

B.电解时电子的流动方向为:负极→Ni电极→溶液→Fe电极→正极

C.若隔膜为阴离子交换膜,则OH-自右向左移动

D.电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高,撤去隔膜混合后,与原溶液比较pH降低(假设电解前后体积变化忽略不计)

 

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(1)已知t 时AgCl的Ksp=2×10-10 ;(2)在t 时,Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(  )。

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A.在t 时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-9

B.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4可使溶液由Y点到X点

C.在t时,以0.01 mol/L AgNO3溶液滴定20 mL0.01 mol/LKCl和0.01 mol/L的K2CrO4的混和溶液,Cl先沉淀

D.在t 时,AgCl的溶解度大于Ag2CrO4

 

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