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目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金、稀土系合金等。 (1)工业上用电解熔...

目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金、稀土系合金等。

(1)工业上用电解熔融的无水氯化镁获得镁。其中氯化镁晶体脱水是关键工艺之一,一种氯化镁晶体脱水的方法是:先将MgCl2·6H2O转化为MgCl2·NH4C1·nNH3(铵镁复盐),然后在700℃脱氨得到无水氯化镁,脱氨反应的化学方程式为 ____________

(2)储氢材料Mg(AlH4)2在110~200℃的反应为:Mg(AlH4)2=MgH2+2Al+3H2↑。生成27gAl时,产生的H2在标准状况下的体积为______________L。

(3)采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料,并对Al-LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究:

①下图为25℃水浴时每克不同配比的Al-LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系图。由下图可知,下列说法正确的是_______________(填字母)

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a.25℃时,纯铝与水不反应

b.25℃时,纯LiBH4与水反应产生氢气

c.25℃时,Al-LiBH4复合材料中LiBH4含量越高,1000s内产生氢气的体积越大

②下图为25℃和75℃时,Al-LiBH4复合材料[w(LiBH4)=25%]与水反应一定时间后产物的X-射线衍射图谱(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。

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从图中可知,25℃时Al-LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是______________(填化学式)

(4)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:

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①某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K=_______________

②一定条件下,下图装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。生成目标产物的电极反应式为_______________

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(1)MgCl2·NH4Cl·nNH3MgCl2+HCl↑+(n+1)NH3↑; (2)3.36;(3)①a b;②LiBH4;(4)①②C6H6+6H++6e-=C6H12 【解析】 试题分析:(1)MgCl2 •NH4 Cl•nNH3 ,在700℃脱氨得到无水氯化镁,反应的化学方程式是MgCl2·NH4Cl·nNH3 MgCl2+HCl↑+(n+1)NH3↑;(2)储氢材料Mg(AlH4)2 在110℃-200℃的反应为:Mg(AlH4)2 =MgH2+2Al+3H2 ↑,根据方程式可知反应中生成2molAl,会同时生成3mol氢气,所以每生成2.7gAl时,n(Al)=2.7g÷27g/mol=0.1mol,则产生氢气的物质的量是n(H2)=3/2n(Al)= 3/2×0.1mol=0.15mol,则生成氢气在标准状况下的体积为V(H2)=n(H2)×Vm=0.15mol×22.4L/mol=3.36L;(3)①a.25℃时,纯铝与水不反应,因为由图LiBH4 含量为0时,氢气的体积为0,正确; b.25℃时,纯LiBH4 与水反应产生氢气,-1价的氢与+1价的氢发生归中反应生成氢气,正确; c.由图可知25℃时,Al—LiBH4 复合材料中LiBH4 含量越高,1000s内产生氢气的体积越小,错误;②如图2中无LiBH4 ,说明与水完全反应;(4)①环己烷的起始浓度为amol/L,平衡时苯的浓度为bmol/L,同一容器中各物质反应的物质的量浓度之比等于其计量数之比,所以根据方程式知,环己烷的平衡浓度为(a-b)mol/L,反应产生的氢气的浓度为c(H2)=3bmol/L,则平衡常数K=;②该实验的目的是储氢,所以阴极上发生的反应为生产目标产物,阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷,电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12。 考点:考查化学方程式的书写、物质的量在化学方程式计算的应用、图像方法在物质成分的确定的应用的知识。  
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考点分析:
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三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。

(1)利用工业FeCl3制取纯净的草酸铁晶体[Fe2(C2O4)3·5H2O]的实验流程如下图所示:

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①为抑制FeCl3水解,溶液X为           

②上述流程中FeCl3能被异丙醚萃取,其原因是         ;检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe3+的方法是             

③所得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗涤,其目的是                  

④为测定所得草酸铁晶体的纯度,实验室称取a g样品,加硫酸酸化,用KMnO4标准溶液滴定生成的H2C2O4,KMnO4标准溶液应置于如图所示仪器                 (填)中。下列情况会造成实验测得Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏低的是                

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a.盛放KMnO4的滴定管水洗后未用标准液润洗

b.滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定后消失

c.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数

(2)某研究性学习小组欲从蚀刻镀铜电路板所得废液(溶质为FeCl2、CuCl2、FeCl3)出发,制备单质铜和无水FeCl3,再由FeCl3合成Fe2(C2O4)3·5H2O。请补充完整由蚀刻废液制备单质铜和无水FeCl3的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、盐酸、NaOH溶液和H2O2溶液):向废液中加入足量铁粉,充分反应后过滤;_____________________;调节溶液pH,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得FeCl3·6H2O;     ___________,得到无水FeCl3

 

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铜的硫化物可用于冶炼金属铜。为测定某试样中Cu2S、CuS的质量分数,进行如下实验:

步骤1:在07500g试样中加入10000 mL 01200mol/mol KMnO4的酸性溶液,加热,硫元素全部转化为SO42-铜元素全部转化为Cu2+,滤去不溶性杂质。

步骤2:收集步骤1所得滤液至250 mL容量瓶中,定容。取2500 mL溶液,用01000mol/molFeSO4溶液滴定至终点,消耗1600 mL。

步骤3:在步骤2滴定所得溶液中滴加氨水至出现沉淀,然后加入适量NH4HF2溶液(使Fe、Mn元素不参与后续反应),加入约1gKI固体(过量),轻摇使之溶解并发生反应:2Cu2++4I=2CuI↓+I2。用005000mol/molNa2S2O3溶液滴定至终点(离子方程式为2S2O32-+I2满分5 manfen5.com2I+S4O62-),消耗1400 mL。

已知:酸性条件下,MnO4-的还原产物为Mn2+

(1)若步骤3加入氨水产生沉淀时,溶液的pH=2.0,则溶液中c(Fe3+)=___________。

(已知室温下Ksp[Fe(OH)3]=26×1039)

(2)步骤3若未除去Fe3+,则测得的Cu2+的物质的量将___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(3)计算试样中Cu2S和CuS的质量分数(写出计算过程)。

 

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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。

(1)传统工业上利用氨气合成尿素

①以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下:

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)     ΔH=-159.47kJ/mol

NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)    ΔH=+72.49kJ/mol

反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)   ΔH=_____________kJmol。

②液氨可以发生电离:2NH3(l)满分5 manfen5.comNH2+NH4,COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素,写出该反应的化学方程式______________。

(2)氨气易液化,便于储运,可利用NH3作储氢材料已知:2NH3(g)满分5 manfen5.comN2(g)+3H2(g) ΔH=+92.4 kJ/mol 。

①氨气自发分解的反应条件是________________(填“低温” 或 “高温”)。

②其他条件相同,该反应在不同催化剂作用下反应,相同时间后,氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。

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在600℃时催化效果最好的是________________(填催化剂的化学式)。c点氨气的转化率高于b点, 原因是________________。

(3)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池(电极为惰性材料)进行电解除去NH3,净化污水。该净化过程分两步:第一步电解产生氧化剂,第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2

①写出电解时A极的电极反应式:________________。

②写出第二步反应的化学方程式:__________________。

 

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工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质) 制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O) ,流程如下:

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(1)浸取时,溶液中的Fe2+易被空气中的O2氧化,其离子方程式为_____________。能提高烧渣浸取速率的措施有________________(填字母)。

A.将烧渣粉碎          B.降低硫酸的浓度           C.适当升高温度

(2)还原时,试剂X的用量与溶液pH的变化如图所示,则试剂X可能是______________(填字母)。

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A.Fe粉          B.SO2              C.NaI

还原结束时,溶液中的主要阴离子有_________________

(3)滤渣Ⅱ主要成分的化学式为_______________;由分离出滤渣Ⅱ后的溶液得到产品,进行的操作是__________________________过滤、洗涤、干燥。

 

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在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:

3H2(g)+N2(g) 满分5 manfen5.com2NH3(g)。按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:

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下列说法正确的是

A.容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=15mol·L-1·min-1

B.2c1<15

C.2ρ12

D 在该温度下甲容器中反应的平衡常数满分5 manfen5.com

 

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