化学与生活密切相关,下列应用中利用了物质氧化性的是
A.明矾净化水 B.纯碱去油污 C.食醋除水垢 D.漂白粉漂白织物
(13分)
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是_____________________
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+应选用___________(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.KMnO4酸性溶液
②乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4 然后加入足量BaCl2溶液,经__________________操作后得固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为______________。
【探究二】
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是_____________________
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是________________(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于_________________(选填序号)。
a.A之前 b.A-B间
c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是__________________
(7)若要测定336mL气体中H2的含量(标准状况下约有28 mL H2),可否用托盘天平称量D或E反应前后的质量差的方法?做出判断并说明理由__________________
(13分)
甲烷自热重整是先进的制氢方法, 包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气, 发生的主要化学反应有:
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)在初始阶段, 甲烷蒸气重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)对于气相反应, 用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp), 则反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)的Kp= 随着温度的升高, 该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量角度分析, 甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下, 温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO物质的量分数<10%, 以下条件中最合适的是 。
A.600 ℃, 0.9 MPa B.700 ℃, 0.9 Mpa
C.800 ℃, 1.5 MPa D.1 000 ℃, 1.5 MPa
②画出600 ℃, 0.1 MPa条件下, 系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大, 最终导致H2物质的量分数降低, 原因是 。
(14分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述________________(填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为______________________。
(2)用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成原电池,以CnH2nOn、O2为原料,H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池,则负极的电极反应式为___________________________。
(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸,图2是NaBH4/H2O2燃料电池。
图2电池负极区的电极反应为_________________________;若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸,用导线将a、b直接相连,则滤纸出现_____________色,C位置的电极反应式为___________________若用KI淀粉溶液浸湿滤纸,用导线将a、b与A、B电极相连,铅笔芯C点处出现蓝色,则b接的是__________(填A或B)电极。
(4)广西治理龙江河镉(Cd2+)污染时,先向河中投入沉淀剂将Cd2+转化为难溶物,再投入氯化铝,试说明氯化铝的作用_______________________________(用必要的离子方程式和文字进行解释)。
(16分)SO2和NOx都是大气污染物。
(1)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的过程 。
(2)右表是某小组同学测得的不同天气情况下的某县城空气中SO2的平均含量。请你分析雨后或风速较大时SO2平均含量较低的原因:
①雨后:_________________;
②风速较大时:____________________。
(3)洗涤含SO2的烟气。以下物质不能作为洗涤剂的是________(填字母序号)。
a.熟石灰 b.纯碱 c.CaCl2 d.NaHSO3
(4)煤燃烧前需进行脱硫处理,某种脱硫技术的基本原理如下:
①该技术的第一步反应的离子方程式为 。
②处理1 kg含80% FeS2的黄铁矿,第二步消耗O2(标况)的体积为 L(保留一位小数)。
(5)某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成,用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图所示。由图可知,光化学烟雾是指等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾。
(6)氧化—还原法消除NOx的转化如下:
①反应Ⅰ为NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标况)时,转移电子的物质的量是 mol。
②反应Ⅱ中,反应的化学方程式是 。
(7)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如下图所示:
NO2被吸收的离子方程式是 。
正、负极都是碳材料的双碳性电池,电池充、放电过程为2nC+LiA CnA+LiCn,充电时Li+、A-分别吸附在两极上形成LiCn和CnA(如图所示),下列说法正确的是
A.a是电池的负极
B.放电时,A-离子向b极移动
C.放电时,负极的电极反应式是nC-e-+A-= CnA
D.充电时,电解质中的离子浓度保持不变