(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。
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:
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.
(14分)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Ⅰ: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。
(1)装置①的作用是 装置③的作用是 。
(2)装置②中产生ClO2的化学方程式为 。
(3)从装置④反应后的溶液获得晶体NaClO2的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;②趁热过滤;③ ;④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Ⅱ: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:
①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。
②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、c、V的代数式表示,式量:NaClO2 90.5)。
(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:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。
②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。
③160 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)
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
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( )。
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)
(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( )。
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