内容正文:
新泰中学2024级高二上学期第一次大单元测试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64 Fe-56 Zn-65 Mg-24 Pb-207 Ag-108 Al-27
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中能量转化关系不正确的是
A
B
C
D
天然气燃气炉
太阳能电池
水电站
电解精炼铜
化学能→热能
太阳能→电能
化学能→电能
电能→化学能
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.天然气燃气炉是将天然气的化学能转变为热能,故A正确;
B.太阳能电池是将太阳能转变为电能,故B正确;
C.水电站是将水的重力势能(动能)转变为电能,故C错误;
D.电解精炼铜是利用电能进行电解转变为化学能,故D正确。
综上所述,答案为C。
2. 古代诗词中蕴含着许多科学知识,下列叙述正确的是
A. “冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,冰的能量更低
B. 于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的煅烧石灰石是放热反应
C. 曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的能量变化只有化学能转化为热能
D. 宋应星《天工开物》“炉中炽铁用炭”,所涉及的冶炼铁的主反应为吸热反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2O(l)=H2O(s)△H<0,液态水到固态水,放热,所以冰的能量低,故A项正确;
B.石灰石煅烧是吸热反应,故B项错误;
C.燃豆萁涉及能量变化主要是化学能转化成热能和光能,故C项错误;
D.所涉及的冶炼铁的主反应为放热反应,故D项错误;
故答案选A。
3. 下列有关中和反应的反应热测定实验的说法正确的是
A. 温度计能代替玻璃搅拌器,用于搅拌反应物
B. 为了使反应均匀进行,可以向酸(碱)溶液中分几次加入碱(酸)溶液
C. 测定中和反应反应热实验中,读取混合溶液不再变化的温度为终止温度
D. 某同学通过实验测得硫酸和NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)放出的热量为52.3 kJ(理论值是57.3 kJ),造成此结果的原因不可能是所用酸、碱溶液浓度过大
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度计水银球易碎,仅能用于测量温度,不能代替玻璃搅拌器搅拌反应物,A错误;
B.分多次加入酸碱溶液会导致热量散失更多,测得的反应热误差较大,应一次性快速加入酸碱,B错误;
C.中和反应为放热反应,反应完全时混合溶液温度达到最高,应读取最高温度为终止温度,而非温度不再变化的数值,C错误;
D.浓酸或浓碱溶于水时会释放额外热量,若所用酸碱浓度过大,测得生成1 mol 的放热量应大于理论值57.3kJ,实验测得值52.3kJ小于理论值,因此不可能是酸碱浓度过大导致的,D正确;
故答案选D。
4. 某同学设计如图装置,探究氯碱工业原理,下列说法正确的是
A. 石墨电极与直流电源负极相连
B. 铜电极的电极反应式为
C. 氢氧化钠在石墨电极附近产生,向铜电极迁移
D. 用湿润的淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体,试纸变蓝色
【答案】B
【解析】
【分析】阳极上氯离子失电子生成氯气,阴极上氢离子得电子生成氢气,由图可知Cu为阴极,C为阳极。
【详解】A.石墨为阳极,与直流电源的正极相连,故A错误;
B.Cu为阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,铜电极的反应式为:2H++2e-═H2↑,故B正确;
C.Cu为阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧化钠,电解池中阳离子向阴极移动,Na+向Cu电极移动,故C错误;
D.Cu为阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,没有氯气生成,所以用湿润KI淀粉试纸在铜电极附近检验气体,试纸不变蓝色,故D错误;
故答案为B。
5. 下列实验装置(夹持装置略)能达到实验目的的是
A. 甲装置可测定中和反应的反应热 B. 乙装置制备并能较长时间不变色
C. 丙装置可实现粗铜提纯 D. 丁装置可用于制备消毒液
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属搅拌器会导热,造成热量损失,不可以用甲装置测定中和反应的反应热,A错误;
B.Fe与电源正极相连作阳极,失去电子,阴极上水中氢离子得到电子生成氢气和氢氧根离子,煤油可隔绝空气,可制备Fe(OH)2并能较长时间不变色,B正确;
C.粗铜为阳极,被氧化,粗铜逐渐溶解,精铜为阴极,会析出铜,但电流是从电源正极流出,C错误;
D.应该上侧电极为阴极,水放电生成氢气和氢氧根离子,下侧电极为阳极,氯离子放电生成氯气,氯气上升和氢氧根离子生成次氯酸钠,D错误;
故选B。
6. 下列选项正确的是
A. 甲图可表示H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0)的能量变化
B. 乙图中ΔH表示C(s)的摩尔燃烧焓
C. 丙图表示实验的环境温度为20℃,将等物质的量浓度、体积分别为V1、V2的H2SO4溶液、NaOH溶液混合,测得混合溶液的最高温度随V(NaOH溶液)的变化(已知V1+V2=60mL)
D. 已知稳定性:B<A<C,某反应由两步构成A→B→C,反应过程中的能量变化曲线如丁图所示
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中反应物总能量高于产物总能量,为放热反应,,但给出的反应为吸热反应,与图示不符,A错误;
B.C(s)的摩尔燃烧焓是指1 mol C(s)完全燃烧生成时的焓变,且燃烧为放热反应,乙图中产物为CO,且,不符合燃烧热定义,B错误;
C.与NaOH物质的量浓度相等,二者恰好完全反应时体积比为1:2,总体积为60 mL时,NaOH体积应为40 mL时温度最高,丙图中最高温度对应NaOH体积为20 mL,与实际不符,C错误;
D.物质能量越低越稳定,由稳定性B<A<C可知能量:B>A>C,故A→B为吸热反应,B→C为放热反应,与丁图能量变化一致,D正确;
故答案选D。
7. 已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1;
②2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s) ΔH2;
③2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s) ΔH3;
④2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH4。
下列关于反应焓变的判断正确的是
A. H2的燃烧热为ΔH1 B. ΔH2=ΔH3+ΔH4
C. 增加氧气的量可改变ΔH2、ΔH3的值 D. ΔH3<ΔH2
【答案】D
【解析】
【详解】A.1 mol H2燃烧时生成液态水时才是燃烧热,A错;
B.根据盖斯定律,反应②=反应③-反应④,则ΔH2=ΔH3-ΔH4,B错;
C.对于固定的反应方程式,反应的焓变也是固定的,增加氧气的量对ΔH2、ΔH3的值没有影响,C错;
D.从反应②③④,根据盖斯定律可得,ΔH2=ΔH3-ΔH4,也可以写为ΔH4=ΔH3-ΔH2,由于反应④是铝热反应,ΔH4<0,则ΔH3-ΔH2<0,即ΔH3<ΔH2,D正确;
答案为D。
8. 在25℃、1.01×105Pa下,将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH溶液中充分反应,测得反应放出ykJ的热量。已知在该条件下,1molCO2通入1L2mol/LNaOH溶液中充分反应放出xkJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查化学计算和盖斯定律,注意依据反应物的物质的量确定生成物,掌握盖斯定律的计算方法是解答关键。
【详解】根据题意,22gCO2通入1mol•L-1NaOH溶液750mL中充分反应,0.5molCO2与0.75molNaOH反应生成物质的量均为0.25mol的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,反应的化学方程式为2CO2+3NaOH═NaHCO3+Na2CO3+H2O,由0.5molCO2反应放出热量为ykJ,则2molCO2反应放出热量为4ykJ,则热化学反应方程式为①,又1molCO2通入1L2mol•L-1NaOH溶液中充分反应放出xkJ的热量,则热化学方程式为②,由盖斯定律可知,①-②可得,,故选D。
9. 如图所示的电解池I和II中,a、b、c、d均为Pt电极。在电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重情况为b>d。符合上述实验结果的盐溶液是
选项
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
Pb(NO3)2
AgNO3
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
AgNO3
CuSO4
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【分析】由装置图可知:这是两个串联的电解池。在串联电路中电子转移数目相等。由于电极材料都是惰性电极,所以应该是溶液中的离子在电极放电。由于电解过程中,阴极电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d,说明在溶液中都含有不活泼金属的盐。
【详解】A.由阳离子得电子能力顺序表可以看出,盐溶液中Mg2+得电子能力小于H+,所以电解镁盐溶液时阴极上不能得到金属单质、而是放出氢气,故A错误;
B.由阳离子得电子能力顺序表可以看出,盐溶液中Ag+和Pb2+的得电子能力均大于H+,因此电解硝酸银溶液时阴极b电极上生成Ag、电解硝酸铅溶液阴极d上生成Pb,两池中的电极上转移的电子是相等的,设转移2mol电子,d增重216g,b增重207g,所以质量增加b<d,故B错误;
C.电解FeSO4溶液和Al2(SO4)3时,b电极析出Fe,d电极析出氢气,d电极质量不增大,故C错误;
D.电解 AgNO3溶液和CuSO4时,b电极析出Ag,d电极析出Cu, 两池中的电极上转移的电子是相等的,设转移2mol电子,d析出1molCu增重64g,b析出2molAg增重216g,所以质量增加b>d,故D正确;
故选D。
10. 粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)。下列叙述正确的是
A. 阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-=Ni
B. 电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C. 电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D. 电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
【答案】D
【解析】
【分析】粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,由氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+,可知还原性:Fe>Ni>Cu,Cu、Pt活泼性弱于Ni,电解法制备高纯度的镍时,粗镍为阳极、纯镍为阴极,含Ni2+的盐溶液为电解质溶液。
【详解】A.阳极发生氧化反应,Zn、Fe活泼性强于镍,参与阳极放电的有Zn、Fe、Ni,其电极反应式有:Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,故A错误;
B.电解过程中,阳极电极反应有:Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,阴极电极反应式为Ni2++2e-=Ni,阴阳两极转移电子物质的量相等,则阳极质量的减少与阴极质量的增加可能不相等,故B错误;
C.电解时含Ni2+的盐溶液为电解质溶液,电解后,溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Ni2+和Zn2+,故C错误;
D.Fe、Zn、Cu、Pt中只有Cu和Pt的活泼性弱于Ni,则电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,故D正确;
故答案为:D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 将图中装置Ⅰ的盐桥(装有含饱和KCl溶液的琼胶)换成铜导线与石墨棒连接得到装置Ⅱ,发现电流计指针仍然有偏转。下列说法正确的是
A. 装置Ⅰ电路中转移0.2mol电子,则甲池溶液的质量增加5.6g
B. 装置Ⅰ中的石墨电极与装置Ⅱ中乙池的石墨a电极的电极反应相同
C. 两装置的能量变化均是化学能转化为电能
D. 装置Ⅱ中电子流向为Fe→电流计→石墨a→经电解质溶液到达石墨b→铜丝→石墨c→Fe
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置Ⅰ中,Fe电极上发生氧化反应,电路中转移0.2mol电子,则Fe电极溶解生成0.1mol(5.6g)进入甲池,且盐桥中的阴离子也进入甲池,所以甲池溶液质量的增加量大于5.6g,A错误;
B.装置Ⅱ中甲池相当于原电池,发生Fe的吸氧腐蚀,Fe作负极,石墨c作正极,乙池相当于电解池,乙池中石墨a电极连接Fe电极,作阴极,发生还原反应,故装置I中的石墨电极与装置Ⅱ中乙池的石墨a电极的电极反应均为得电子生成Cu,B正确;
C.装置Ⅰ是化学能转化为电能,装置Ⅱ中甲池是化学能转化为电能,乙池则是电能转化为化学能,C错误;
D.电子只能在外电路的导线中流动,不进入溶液中,则装置Ⅱ中电子流向为Fe→电流计→石墨a,石墨b→铜丝→石墨c,D错误;
故答案为:B。
12. 氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。该工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示(电极未标出,离子交换膜都只允许阳离子通过)。下列说法正确的是
A. 装置A是原电池,装置B是电解池
B. 装置A中生成Y气体的电极材料可以是碳棒或铁棒
C. 装置B中Y气体参与的电极反应为:H2+2e-+2OH-=2H2O
D. NaOH溶液的浓度:b%>a%>c%
【答案】BD
【解析】
【分析】该工艺是电解池+氢氧燃料电池的结合工艺,用燃料电池为电解氯碱工业供电实现节能。装置A:左侧通入精制饱和溶液,左侧出稀溶液,符合氯碱工业电解饱和食盐水的特征,因此装置A为电解池;装置B:右侧通入除去的空气,空气中氧气作为燃料电池的反应物,因此装置B为氢氧燃料电池,电解池生成的产物作为燃料电池的燃料。
【详解】A.由分析可知,A为电解池,B为燃料电池,A错误;
B.装置 A 生成(Y)的电极为电解池阴极,阴极被保护不会被腐蚀,电极材料可用碳棒、铁棒等导电材料,B正确;
C.装置B中在负极失电子发生氧化反应,碱性条件电极反应:,C错误;
D.燃料电池中空气参与的电极反应为,有氢氧根生成,且钠离子通过阳离子交换膜向右移动,导致NaOH浓度增大,故b%>a%,燃料电池中Y气体参与的电极反应为,氢氧根参与反应而消耗,且钠离子通过阳离子交换膜向右移动,导致NaOH浓度减小,故a%>c%,综上所述,NaOH溶液浓度:b%>a%>c%,D正确;
故选BD。
13. 根据如图所示的物质转化关系,下列说法错误的是
A. 相同质量的和,后者具有的能量较高
B. 相同质量的和,破坏两种物质中所有的化学键,后者所需的能量高
C.
D. ,则
【答案】AD
【解析】
【详解】A.气体变成液体时会放出热量,则相同质量的和,前者具有的能量较高,A错误;
B.由图可得热化学方程式, 转化为会放出热量,则相同质量的和,破坏两种物质中所有的化学键,后者所需的能量高,B正确;
C.由盖斯定律可知,焓变值只与物质的始态和终态有关,与反应途径无关,则,C正确;
D.反应可看成是反应和反应相加所得,则,由于,则,D错误;
故选AD。
14. 我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的Zn-NH3电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 充电时,阴极室电解质溶液pH增大
B. 放电时,正极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C. 放电时,阴离子移向Zn电极
D. 充电时,导线中每转移6mol电子,阳极室溶液质量减少28g
【答案】D
【解析】
【分析】根据图示可知,放电时是原电池,负极为锌,锌在负极失去电子生成[Zn(OH)4]2-,负极的电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,复合石墨是正极,发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,充电时,复合石墨是阳极,电极反应为2NH3·H2O-6e-+6OH-=N2↑+8H2O,Zn是阴极,电极反应为:[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,据此分析解题。
【详解】A.充电时,阴极的反应为[Zn(OH)4]2-+2e-=Zn+4OH-,当转移2mol电子时,生成4mol OH-,有2mol OH-透过阴离子交换膜移向右侧,故阴极室电解质溶液pH增大,故A正确;
B.由分析可知,放电时正极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故B正确;
C.放电时Zn失电子,电极反应式为Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-,溶液负电荷减少,阴离子移向Zn电极,故C正确;
D.充电时,每生成3mol Zn,转移6mol电子,阳极生成1mol氮气,同时会有6mol OH-透过阴离子交换膜移向阳极室,故阳极室质量增加6mol×17g/mol-28g=74g,故D错误;
故答案为D。
15. 250 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液中c()=0.5 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到1.12 L气体(标准状况下)。假定电解后溶液体积仍为250 mL,下列说法不正确的是
A. 电解得到Cu的质量为3.2 g
B. 上述电解过程中共转移电子0.2 mol
C. 电解后的溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1
D. 原混合溶液中c(K+)=0.6 mol·L-1
【答案】C
【解析】
【分析】根据溶液中离子放电能力的强弱,该混合溶液在电解过程中分两个阶段:第一阶段,当阴极析出铜时,阳极析出O2;第二阶段,当阴极析出H2时,阳极析出O2。已知通电一段时间后,两极均收集到1.12L气体(标准状况下),即0.05mol,可见当阴极析出0.05mol H2,转移电子0.1mol,同时,在阳极只能析出0.025mol O2,即第二阶段;所以在第一阶段阳极析出的O2也是0.025mol,转移电子0.1mol,同时,在阴极析出0.05mol Cu,溶液中生成0.1mol H+,电路中共转移电子0.2mol,根据溶液中电荷守恒可求出K+的浓度。
【详解】A、根据上述分析,第一阶段,溶液中的Cu2+在阴极全部放电,析出0.05molCu,其质量为3.2g,A正确;
B、两个阶段转移电子都是0.1mol,所以共转移电子0.2mol,B正确;
C、溶液中的H+是在第一阶段生成的,当阳极析出O20.025mol时,溶液中生成H+0.1mol,所以c(H+)=0.4 mol/L,C不正确;
D、n(Cu2+)=0.05mol,n(SO42-)=0.5mol/L×0.25L=0.125mol,由电荷守恒可得n(K+)=0.15 mol,c(K+)=0.6mol/L,D正确;
答案为C。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)已知:①Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) ΔH1=-101.1 kJ·mol-1
②3NaClO(aq)=NaClO3(aq)+2NaCl(aq) ΔH2=-112.2 kJ·mol-1
反应3Cl2(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l)的ΔH=______kJ·mol-1.
(2)几种含氯离子的相对能量如下表所示:
离子
Cl-(aq)
ClO-(aq)
(aq)
(aq)
(aq)
相对能量/(kJ·mol-1)
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是______(填离子符号)。
②反应3ClO-(aq)=(aq)+2Cl-(aq)的ΔH=______kJ·mol-1.
③写出由反应生成和Cl-的热化学方程式:__________________。
(3)以HCl为原料,用O2氧化制取Cl2,可提高效益,减少污染,反应如下:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.4 kJ·mol-1.上述反应在同一反应器中,通过控制合适条件,分两步循环进行,可使HCl转化率接近100%。其基本原理如图所示。
已知过程Ⅰ的反应为2HCl(g)+CuO(s)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH1=-120.4 kJ·mol-1
①过程Ⅱ反应的热化学方程式为__________________。
②过程Ⅰ流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞)进行检测,氯化初期主要为不含HCl的气体,判断氯化结束时溶液的现象为__________________。
【答案】(1)-415.5
(2) ①. ②. -117 ③. 4(aq)=3(aq)+Cl-(aq) ΔH=-138 kJ·mol-1
(3) ①. 2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g) ΔH=+125.4 kJ·mol-1 ②. 溶液由红色变为无色(或溶液红色变浅)
【解析】
【小问1详解】
已知反应:① ② ,根据盖斯定律,将反应 ① 反应 ②,即可得到目标反应:,因此,该反应的 ;
【小问2详解】
① 物质具有的相对能量越高,其状态越不稳定。由表格数据可知,的相对能量最高(),因此在五种离子中最不稳定;
② 反应的焓变 ,对于反应 ,;
③ 由反应生成和,根据氧化还原反应得失电子守恒,Cl元素化合价从+5分别升高到+7(失去2个电子)和降低到-1(得到6个电子),因此 和的化学计量数之比为,配平后的离子方程式为 ,该反应的 ,故对应的热化学方程式为:。
【小问3详解】
① 已知总反应: (记为i),过程Ⅰ反应: (记为ⅱ),由图可知,过程Ⅱ(氧化)发生的反应为,根据盖斯定律,由ⅰ-ⅱ×2可得过程II,过程II热化学方程式为;
②过程Ⅰ流出的气体通过含少量酚酞的稀NaOH溶液,初期主要为水蒸气,溶液保持红色;当氯化结束时,未反应的HCl气体逸出并进入NaOH溶液中,发生酸碱中和反应消耗NaOH,导致溶液碱性减弱,酚酞褪色,因此判断氯化结束时的现象为:溶液由红色变为无色(或红色变浅)。
17. 乙醇(C2H5OH)是重要的基础化工原料,可用于制造乙醛、乙烯等。某同学用弹式热量计(结构如图所示)按以下实验步骤测量C2H5OH(l)的摩尔燃烧焓。
a.用电子天平称量1400.00 g纯水,倒入内筒中;
b.用电子天平称量1.00 g苯甲酸,置于氧弹内的坩埚上,与点火丝保持微小距离;
c.将试样装入氧弹内,用氧气排尽空气再注满高纯氧气;
d.打开搅拌器开关,读取纯水温度,当温度不再改变时,记为初始温度;
e.当纯水温度保持不变时,打开引燃电极,读取并记录内筒最高水温;
f.重复实验4次,所得数据如表:
实验序号
初始温度/℃
最高水温度/℃
①
25.00
28.01
②
24.50
27.49
③
25.55
28.55
④
24.00
28.42
g.用电子天平称量1.00 g CH3CH2OH(l)替换苯甲酸,重复上述实验,测得内筒温度改变的平均值为3.30℃。
已知:①1.00 g苯甲酸完全燃烧放出26.4 kJ热量;
②查阅资料知常温常压时,C2H5OH(l)的摩尔燃烧焓ΔH=-1366.8 kJ·mol-1。
(1)搅拌器适宜的材质为______(填字母);氧弹的材质为不锈钢,原因是__________________(答一点即可);氧弹内注满过量高纯氧气的目的是__________________。
A.铜 B.银 C.陶瓷 D.玻璃纤维
(2)苯甲酸完全燃烧,弹式热量计内筒升高的温度平均为______℃,该绝热套内水温升高1℃需要的热量为______kJ。
(3)通过以上实验可换算出1 mol C2H5OH(l)完全燃烧放出的热量为______(精确至0.1)kJ。
【答案】(1) ①. CD ②. 热传导的速率快 ③. 确保可燃物完全燃烧
(2) ①. 3.00 ②. 8.8
(3)1335.8
【解析】
【分析】用如图装置来测量C2H5OH(l)的摩尔燃烧焓,先用1.00 g苯甲酸燃烧实验来测定绝热套内水温升高1°C需要的热量,然后将1.00 g苯甲酸换成1.00 g C2H5OH(l),测量水上升的温度,根据公式测出放出的热量,以此解答。
【小问1详解】
搅拌器要在水中、受热且不能导热过快、不能参与反应,铜、银导热性强易造成热量散失,搅拌器适宜的材质为导热性能差的陶瓷和玻璃纤维,故选CD;氧弹的材质为不锈钢,原因是热传导的速率快;氧弹内注满过量高纯氧气的目的是确保可燃物完全燃烧;
【小问2详解】
实验①温差为28.01℃-25.00℃=3.01℃,实验②温差为27.49℃-24.50℃=2.99℃,实验③温差为28.55℃-25.55℃=3.00℃,实验④温差为28.42℃-24.00℃=4.42℃,实验④数据误差较大应该舍去,苯甲酸完全燃烧,弹式热量计内筒升高的温度平均为;1.00 g苯甲酸完全燃烧放出26.4 kJ热量,则绝热套内水温升高1℃需要的热量为。
【小问3详解】
用电子天平称量1.00 g CH3CH2OH(l)替换苯甲酸,重复上述实验,测得内筒温度改变的平均值为3.30℃,放出的热量为,可换算出1 mol C2H5OH(l)完全燃烧放出的热量为。
18. 电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知甲醇是一种重要的清洁高能燃料,根据如图所示装置完成下列各小题。(C1~C6均为石墨电极,假设各装置在工作过程中溶液体积不变,且电解质溶液均足量)。
(1)甲装置中C2电极上的电极反应式__________________。
(2)丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水,同时获得硫酸、烧碱及氢气,膜x是______(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)移动,当电极上通过0.04mol电子时,C5电极上生成______L气体(标准状况下)。
(3)丁装置中电解反应的总化学方程式为__________________。
(4)乙装置______(填“是”或“不是”)电镀池。若乙装置中溶液体积为400mL,开始时溶液pH为6,当电极上通过0.04mol电子时,溶液质量______(填“增加”或“减轻”)______g。
(5)若丁装置中电极均为石墨,烧杯中为200mLCuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的乙槽溶液中加入0.2mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度,则电解过程中转移的电子数为______(用NA表示)。
(6)若丁装置中电极均为石墨,烧杯中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3,且均为0.1mol。通电一段时间后,阴极析出固体质量m与通过电子的物质的量n关系如图所示,则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是______。
【答案】(1)O2+4e-+2H2O=4OH-
(2) ①. 阴离子交换膜 ②. 0.448
(3)
(4) ①. 不是 ②. 减轻 ③. 1.6
(5)0.8NA (6)Cu2+>H+>X3+
【解析】
【分析】甲为甲醇燃料电池,乙、丙、丁均为电解池。甲装置中电极上甲醇失电子发生氧化反应生成碳酸钾和水,为负极;氧气在电极得电子生成氢氧化钾,为正极;、、与正极相连,、、为电解池阳极;、、与负极相连,、、为电解池阴极;
【小问1详解】
甲装置中电极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;
【小问2详解】
丙装置为电解池,为阳极、为阴极,阳极发生,要移动到阳极生成硫酸,所以膜为阴离子交换膜。阴极发生反应,当电极上通过电子时,阴极生成氢气,电极上生成氢气(标准状况下)。
【小问3详解】
丁装置为电解池,为阳极,阳极反应式为,为阴极,阴极反应式为,则电解反应的总化学方程式为。
【小问4详解】
乙装置作阳极、作阴极,硫酸铜作电解质溶液,不是电镀池。阳极反应式为,阴极反应式为,若乙装置中溶液体积为,开始时溶液为6,当电极上通过电子时,阳极放出氧气、阴极析出,溶液质量减轻。
【小问5详解】
加入相当于加入和,则电解过程中共转移电子数为,数目为,故答案为:。
【小问6详解】
根据析出固体质量与通过电子物质的量的关系图象可知,通电后就有固体生成,当通过电子为0.2mol时,析出固体质量达最大,证明此时析出的固体是铜。如果是X3+析出,电子数应该是0.3mol,则氧化能力为Cu2+>X3+,当电子超过0.2mol时,固体质量没变,说明这是阴极产生的是氢气,即电解水,说明氧化能力H+>X3+,故氧化能力为Cu2+>H+>X3+;故答案为:Cu2+>H+>X3+。
19. 按要求回答下列问题:
(1)高铁酸钾()不仅是一种理想的水处理剂能生成具有吸附性的物质,而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置:
①该电池放电时正极的电极反应式为__________________;若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,理论消耗Zn______g(已知F=96500 C·mol-1)。
②盐桥中盛有饱和溶液,此盐桥中氯离子向______(填“左”或“右”)移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向______(填“左”或“右”)移动。
(2)以铁合金、Ni为电极,电解溶液制取的装置如图所示。
①当电路中通过电子的电量时,会有______mol生成。
②电解槽使用阳离子交换膜的作用:______和允许导电的通过。
③如果用铅酸蓄电池作为该电解池的电源,则铁合金应与铅酸蓄电池的______(填“Pb”或“”)相连。阳离子交换膜每通过 铅酸蓄电池的正极将增重______g。
【答案】(1) ①. +4+3e-=Fe()3↓+5 ②. 0.2 ③. 右 ④. 左
(2) ①. 0.5 ②. 阻止和接触反应 ③. ④. 32
【解析】
【分析】第一套装置为原电池:锌电极失电子,碳电极为正极。第二套装置为电解池:铁合金为阳极,镍电极为阴极。
【小问1详解】
①放电时,锌电极失电子为负极,碳电极得电子为正极;高铁酸根在碱性溶液中被还原生成氢氧化铁,正极反应为。十分钟内通过的电量为。锌每失去2 mol电子消耗1 mol,因此。
②原电池中阴离子向负极移动,Zn为负极在右侧,因此盐桥中向右移动;阳离子向正极移动,C为正极在左侧,因此向左移动。
【小问2详解】
①铁由0价变为+6价,每生成1 mol高铁酸钠转移6 mol电子,因此。
②阳离子交换膜阻止高铁酸钠与氢气接触反应,同时允许钠离子通过以维持两侧电中性。
③铁合金为阳极,应连接电源正极;铅酸蓄电池的正极是二氧化铅电极。每通过1 mol钠离子,外电路转移1 mol电子,正极增重为。
20. 铬酰氯(CrO2Cl2)熔点-96.5℃,沸点117℃,常温下为深红棕色液体,极易挥发遇水剧烈反应产生大量白雾(铬酸、氯化氢)。在实验室中可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应制得,反应机理为:浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体,然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。实验装置如下(夹持装置略):
回答下列问题:
(1)A的名称是______。图中D装置未画出,应为下列装置中的哪一种______(填字母),该装置的作用是__________________。
a. b. c. d.
(2)写出CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯的化学反应方程式__________________。
(3)+6价铬的化合物毒性较大,用甲醇燃料电池电解处理酸性含铬废水(主要含有),用如图装置模拟该过程:
①M极的电极反应式为__________________。
②电解池中消耗0.5mol 时线路中转移的电子数目为______。
③当甲池中消耗甲醇6.4g时,乙池中两电极的质量差为______g(已知电解前乙池中两电极质量相同)。
(4)采用季铵盐型强碱性阴离子交换树脂,处理碱性含铬废水(主要含有),原理为:2RN-OH+(RN)2-CrO4+2OH-,待交换一段时间后停止通废水,再加入______(填化学式)溶液可使以高浓度进入溶液回收并使树脂得到再生。
【答案】(1) ①. 蒸馏烧瓶 ②. b ③. 吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气,防止空气中的水蒸气进入装置
(2)
(3) ①. ②. 6NA ③. 33.6
(4)(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
观察装置图,A是一个带有支管的烧瓶,用于盛放固体粉末(粉末与粉末)并滴加浓硫酸进行加热反应。根据其形状(圆底、带支管),它是蒸馏烧瓶;题目指出铬酰氯遇水剧烈反应,且反应过程中会产生未反应的氯化氢气体。因此,尾气处理装置D需要满足两个条件:一是能吸收有毒的和挥发的铬酰氯;二是必须防止空气中的水蒸气进入收集装置C中,以免产物水解;a.无水氯化钙:只能吸水,不能吸收酸性尾气,a不符合题意;b.碱石灰:是碱性干燥剂,既能吸收酸性气体(、铬酰氯),又能防止外界水蒸气进入,b符合题意;c.倒扣漏斗NaOH:能吸收尾气,但无法防止水蒸气进入,c不符合题意;d.直导管直接通入NaOH溶液中:同样无法防潮,且易倒吸,d不符合题意;故选b;综合上述分析,碱石灰的作用是吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气,防止污染空气;同时防止空气中的水蒸气进入装置C中导致铬酰氯水解;
【小问2详解】
已知反应物为和 HCl,生成物为铬酰氯。根据元素守恒,反应中还会生成水;中Cr为+6价,中Cr仍为+6 价(O为-2,Cl为 -1,+6 - 4 - 2 = 0),这是一个非氧化还原反应;配平可得:;
【小问3详解】
①甲为燃料电池,乙为电解池。乙池中右侧电极产生,说明右侧电极为阴极(得电子),左侧Fe 电极为阳极(连接电源正极),图中M极通入甲醇(燃料),为负极;N极通入氧化剂(空气/氧气),为正极,酸性条件下,甲醇在负极失电子生成和,即反应式为;
②阳极(Fe)反应:,还原的反应:,消耗 1 mol 需要 6 mol ,即阳极溶解6 mol Fe,转移=12 mol电子,消耗0.5 mol 需要3 mol ,转移电子为= 6mol,数目为6;
③甲醇物质的量:,转移电子:,乙池中阳极为Fe,电极反应为 ,故阳极溶解Fe的物质的量为,阳极减少质量为0.6mol× 56 g/mol=33.6 g;阴极为氢离子得电子生成氢气,阴极电极质量不变;电解前两电极质量相同,故两电极质量差为33.6g;
【小问4详解】
原理:,要使从树脂上脱附(逆向进行),需要加入高浓度的,即强碱溶液,如 NaOH。
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新泰中学2024级高二上学期第一次大单元测试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64 Fe-56 Zn-65 Mg-24 Pb-207 Ag-108 Al-27
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中能量转化关系不正确的是
A
B
C
D
天然气燃气炉
太阳能电池
水电站
电解精炼铜
化学能→热能
太阳能→电能
化学能→电能
电能→化学能
A. A B. B C. C D. D
2. 古代诗词中蕴含着许多科学知识,下列叙述正确的是
A. “冰,水为之,而寒于水”说明等质量的水和冰相比,冰的能量更低
B. 于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”,描述的煅烧石灰石是放热反应
C. 曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的能量变化只有化学能转化为热能
D. 宋应星《天工开物》“炉中炽铁用炭”,所涉及的冶炼铁的主反应为吸热反应
3. 下列有关中和反应的反应热测定实验的说法正确的是
A. 温度计能代替玻璃搅拌器,用于搅拌反应物
B. 为了使反应均匀进行,可以向酸(碱)溶液中分几次加入碱(酸)溶液
C. 测定中和反应反应热实验中,读取混合溶液不再变化的温度为终止温度
D. 某同学通过实验测得硫酸和NaOH溶液反应生成1 mol H2O(l)放出的热量为52.3 kJ(理论值是57.3 kJ),造成此结果的原因不可能是所用酸、碱溶液浓度过大
4. 某同学设计如图装置,探究氯碱工业原理,下列说法正确的是
A. 石墨电极与直流电源负极相连
B. 铜电极的电极反应式为
C. 氢氧化钠在石墨电极附近产生,向铜电极迁移
D. 用湿润的淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体,试纸变蓝色
5. 下列实验装置(夹持装置略)能达到实验目的的是
A. 甲装置可测定中和反应的反应热 B. 乙装置制备并能较长时间不变色
C. 丙装置可实现粗铜提纯 D. 丁装置可用于制备消毒液
6. 下列选项正确的是
A. 甲图可表示H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1(a>0)的能量变化
B. 乙图中ΔH表示C(s)的摩尔燃烧焓
C. 丙图表示实验的环境温度为20℃,将等物质的量浓度、体积分别为V1、V2的H2SO4溶液、NaOH溶液混合,测得混合溶液的最高温度随V(NaOH溶液)的变化(已知V1+V2=60mL)
D. 已知稳定性:B<A<C,某反应由两步构成A→B→C,反应过程中的能量变化曲线如丁图所示
7. 已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1;
②2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s) ΔH2;
③2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s) ΔH3;
④2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH4。
下列关于反应焓变的判断正确的是
A. H2的燃烧热为ΔH1 B. ΔH2=ΔH3+ΔH4
C. 增加氧气的量可改变ΔH2、ΔH3的值 D. ΔH3<ΔH2
8. 在25℃、1.01×105Pa下,将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH溶液中充分反应,测得反应放出ykJ的热量。已知在该条件下,1molCO2通入1L2mol/LNaOH溶液中充分反应放出xkJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
9. 如图所示的电解池I和II中,a、b、c、d均为Pt电极。在电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重情况为b>d。符合上述实验结果的盐溶液是
选项
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
Pb(NO3)2
AgNO3
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
AgNO3
CuSO4
A. A B. B C. C D. D
10. 粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)。下列叙述正确的是
A. 阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-=Ni
B. 电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C. 电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D. 电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 将图中装置Ⅰ的盐桥(装有含饱和KCl溶液的琼胶)换成铜导线与石墨棒连接得到装置Ⅱ,发现电流计指针仍然有偏转。下列说法正确的是
A. 装置Ⅰ电路中转移0.2mol电子,则甲池溶液的质量增加5.6g
B. 装置Ⅰ中的石墨电极与装置Ⅱ中乙池的石墨a电极的电极反应相同
C. 两装置的能量变化均是化学能转化为电能
D. 装置Ⅱ中电子流向为Fe→电流计→石墨a→经电解质溶液到达石墨b→铜丝→石墨c→Fe
12. 氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。该工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示(电极未标出,离子交换膜都只允许阳离子通过)。下列说法正确的是
A. 装置A是原电池,装置B是电解池
B. 装置A中生成Y气体的电极材料可以是碳棒或铁棒
C. 装置B中Y气体参与的电极反应为:H2+2e-+2OH-=2H2O
D. NaOH溶液的浓度:b%>a%>c%
13. 根据如图所示的物质转化关系,下列说法错误的是
A. 相同质量的和,后者具有的能量较高
B. 相同质量的和,破坏两种物质中所有的化学键,后者所需的能量高
C.
D. ,则
14. 我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的Zn-NH3电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 充电时,阴极室电解质溶液pH增大
B. 放电时,正极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C. 放电时,阴离子移向Zn电极
D. 充电时,导线中每转移6mol电子,阳极室溶液质量减少28g
15. 250 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液中c()=0.5 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到1.12 L气体(标准状况下)。假定电解后溶液体积仍为250 mL,下列说法不正确的是
A. 电解得到Cu的质量为3.2 g
B. 上述电解过程中共转移电子0.2 mol
C. 电解后的溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1
D. 原混合溶液中c(K+)=0.6 mol·L-1
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)已知:①Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l) ΔH1=-101.1 kJ·mol-1
②3NaClO(aq)=NaClO3(aq)+2NaCl(aq) ΔH2=-112.2 kJ·mol-1
反应3Cl2(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l)的ΔH=______kJ·mol-1.
(2)几种含氯离子的相对能量如下表所示:
离子
Cl-(aq)
ClO-(aq)
(aq)
(aq)
(aq)
相对能量/(kJ·mol-1)
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是______(填离子符号)。
②反应3ClO-(aq)=(aq)+2Cl-(aq)的ΔH=______kJ·mol-1.
③写出由反应生成和Cl-的热化学方程式:__________________。
(3)以HCl为原料,用O2氧化制取Cl2,可提高效益,减少污染,反应如下:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.4 kJ·mol-1.上述反应在同一反应器中,通过控制合适条件,分两步循环进行,可使HCl转化率接近100%。其基本原理如图所示。
已知过程Ⅰ的反应为2HCl(g)+CuO(s)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH1=-120.4 kJ·mol-1
①过程Ⅱ反应的热化学方程式为__________________。
②过程Ⅰ流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞)进行检测,氯化初期主要为不含HCl的气体,判断氯化结束时溶液的现象为__________________。
17. 乙醇(C2H5OH)是重要的基础化工原料,可用于制造乙醛、乙烯等。某同学用弹式热量计(结构如图所示)按以下实验步骤测量C2H5OH(l)的摩尔燃烧焓。
a.用电子天平称量1400.00 g纯水,倒入内筒中;
b.用电子天平称量1.00 g苯甲酸,置于氧弹内的坩埚上,与点火丝保持微小距离;
c.将试样装入氧弹内,用氧气排尽空气再注满高纯氧气;
d.打开搅拌器开关,读取纯水温度,当温度不再改变时,记为初始温度;
e.当纯水温度保持不变时,打开引燃电极,读取并记录内筒最高水温;
f.重复实验4次,所得数据如表:
实验序号
初始温度/℃
最高水温度/℃
①
25.00
28.01
②
24.50
27.49
③
25.55
28.55
④
24.00
28.42
g.用电子天平称量1.00 g CH3CH2OH(l)替换苯甲酸,重复上述实验,测得内筒温度改变的平均值为3.30℃。
已知:①1.00 g苯甲酸完全燃烧放出26.4 kJ热量;
②查阅资料知常温常压时,C2H5OH(l)的摩尔燃烧焓ΔH=-1366.8 kJ·mol-1。
(1)搅拌器适宜的材质为______(填字母);氧弹的材质为不锈钢,原因是__________________(答一点即可);氧弹内注满过量高纯氧气的目的是__________________。
A.铜 B.银 C.陶瓷 D.玻璃纤维
(2)苯甲酸完全燃烧,弹式热量计内筒升高的温度平均为______℃,该绝热套内水温升高1℃需要的热量为______kJ。
(3)通过以上实验可换算出1 mol C2H5OH(l)完全燃烧放出的热量为______(精确至0.1)kJ。
18. 电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知甲醇是一种重要的清洁高能燃料,根据如图所示装置完成下列各小题。(C1~C6均为石墨电极,假设各装置在工作过程中溶液体积不变,且电解质溶液均足量)。
(1)甲装置中C2电极上的电极反应式__________________。
(2)丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水,同时获得硫酸、烧碱及氢气,膜x是______(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)移动,当电极上通过0.04mol电子时,C5电极上生成______L气体(标准状况下)。
(3)丁装置中电解反应的总化学方程式为__________________。
(4)乙装置______(填“是”或“不是”)电镀池。若乙装置中溶液体积为400mL,开始时溶液pH为6,当电极上通过0.04mol电子时,溶液质量______(填“增加”或“减轻”)______g。
(5)若丁装置中电极均为石墨,烧杯中为200mLCuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的乙槽溶液中加入0.2mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度,则电解过程中转移的电子数为______(用NA表示)。
(6)若丁装置中电极均为石墨,烧杯中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3,且均为0.1mol。通电一段时间后,阴极析出固体质量m与通过电子的物质的量n关系如图所示,则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是______。
19. 按要求回答下列问题:
(1)高铁酸钾()不仅是一种理想的水处理剂能生成具有吸附性的物质,而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置:
①该电池放电时正极的电极反应式为__________________;若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,理论消耗Zn______g(已知F=96500 C·mol-1)。
②盐桥中盛有饱和溶液,此盐桥中氯离子向______(填“左”或“右”)移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向______(填“左”或“右”)移动。
(2)以铁合金、Ni为电极,电解溶液制取的装置如图所示。
①当电路中通过电子的电量时,会有______mol生成。
②电解槽使用阳离子交换膜的作用:______和允许导电的通过。
③如果用铅酸蓄电池作为该电解池的电源,则铁合金应与铅酸蓄电池的______(填“Pb”或“”)相连。阳离子交换膜每通过 铅酸蓄电池的正极将增重______g。
20. 铬酰氯(CrO2Cl2)熔点-96.5℃,沸点117℃,常温下为深红棕色液体,极易挥发遇水剧烈反应产生大量白雾(铬酸、氯化氢)。在实验室中可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应制得,反应机理为:浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体,然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。实验装置如下(夹持装置略):
回答下列问题:
(1)A的名称是______。图中D装置未画出,应为下列装置中的哪一种______(填字母),该装置的作用是__________________。
a. b. c. d.
(2)写出CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯的化学反应方程式__________________。
(3)+6价铬的化合物毒性较大,用甲醇燃料电池电解处理酸性含铬废水(主要含有),用如图装置模拟该过程:
①M极的电极反应式为__________________。
②电解池中消耗0.5mol 时线路中转移的电子数目为______。
③当甲池中消耗甲醇6.4g时,乙池中两电极的质量差为______g(已知电解前乙池中两电极质量相同)。
(4)采用季铵盐型强碱性阴离子交换树脂,处理碱性含铬废水(主要含有),原理为:2RN-OH+(RN)2-CrO4+2OH-,待交换一段时间后停止通废水,再加入______(填化学式)溶液可使以高浓度进入溶液回收并使树脂得到再生。
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