【題目】開發(fā)新能源是解決環(huán)境污染的重要舉措,其中甲醇、乙醇、甲烷都是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:①C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH1=-1366.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ/mol。
乙醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:______________________。
(2)可利用甲醇燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池。如下圖1,用Pt作電極材料,用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液,在兩個(gè)電極上分別充入甲醇和氧氣。
①寫出燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式_________________。
②若利用該燃料電池提供電源,與圖1右邊燒杯相連,在鐵件表面鍍銅,則鐵件應(yīng)是_______極(填“A”或“B”);當(dāng)鐵件的質(zhì)量增重6.4g時(shí),燃料電池中消耗氧氣的標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為________L。
(3)某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后如上圖2作為電源,進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),且反應(yīng)完全,則理論上通過(guò)電解池的電量表達(dá)式為_____________(法拉第常數(shù)F=9.65×l04C/ mol),最多能產(chǎn)生的氯氣體積為_____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
(4)電解法可消除甲醇對(duì)水質(zhì)造成的污染,原理是:通電將Co2+在陽(yáng)極氧化成Co3+,生成的Co3+將甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯除去Co2+),現(xiàn)用如圖3所示裝置模擬上述過(guò)程,則Co2+在陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為________________________除去甲醇的離子方程式為______________________________。
【答案】 C2H5OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l) ΔH1=-932.8kJ/mol CH3OH-6e-+ 8OH-=CO32-+6H2O B 1.12 4 Co2+-e-=Co3+(或6Co2+-6e-=6Co3+) 6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++CO2↑+6H+
【解析】(1)已知:①C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH1=-1366.8kJ/mol,②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol,③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ/mol。
乙醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:由蓋斯定律方程式①-②+③×3得到C2H5OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l) ΔH1=(-1366.8kJ·mol-1)-(-566kJ·mol-1)+(-44kJ·mol-1)×3=--932.8kJ/mol。(2)①CH3OH作還原劑,失電子,燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:CH3OH-6e-+ 8OH-=CO32-+6H2O;②若利用該燃料電池提供電源,與圖1右邊燒杯相連,B與電池的負(fù)極相連,是陰極,A是陽(yáng)極;在鐵件表面鍍銅,則鐵件應(yīng)是陰極,故選B。根據(jù)得失電子守恒:2Cu~O2,當(dāng)鐵件的質(zhì)量增重6.4g時(shí),燃料電池中消耗氧氣6.4g/(2×64g·mol-1)== 0.05mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4L·mol-1×0.05mol=1.12L;(3)根據(jù)得失電子守恒,可得:1 mol CH4~8 mol e-~4 mol Cl2,故若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),生成4L Cl2;電解池通過(guò)的電量為 ×8×9.65×l04C·mol-1=3.45×104C(題中雖然有兩個(gè)燃料電池,但電子的傳遞量只能用一個(gè)池的甲烷量計(jì)算)。(5)通電后,將Co2+氧化成Co3+,電解池中陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Co2+-e-=Co3+;以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+,結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H+,配平書寫離子方程式為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】對(duì)下列各實(shí)驗(yàn)裝置的描述正確的是( )
A. 甲裝置可用來(lái)模擬工業(yè)制取NaHCO3,實(shí)驗(yàn)時(shí)為防止倒吸,應(yīng)先通入CO2一段時(shí)間后再通NH3
B. 乙裝置可用來(lái)萃取溴水中的溴,放出下層水后,另?yè)Q潔凈的燒懷放出有機(jī)層
C. 丙裝置可用來(lái)分離四氯化碳和苯的混合物,其中直形冷凝管可用球形冷凝管代替
D. 丁裝置可用來(lái)做噴泉實(shí)驗(yàn),若在水中滴入少量酚酞,實(shí)驗(yàn)中可觀察到紅色噴泉
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】加熱HCOONa固體,發(fā)生的反應(yīng)有:2HCOONa Na2C2O4+H2↑ ①
2HCOONa Na2CO3 +H2↑+CO↑ ②
Na2C2O4 Na2CO3 + CO ↑ ③
HCOONa加熱分解時(shí),固體失重率與溫度的關(guān)系如右圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A. T<415℃時(shí),只有反應(yīng)①發(fā)生
B. 反應(yīng)①、②不可能同時(shí)發(fā)生
C. 570℃<T<600℃時(shí),殘留固體的主要成分是Na2CO3
D. 殘留固體中m(Na2C2O4)=m( Na2CO3)時(shí),反應(yīng)①、②的反應(yīng)速率相等
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲醛(HCHO)與葡萄糖相似具有還原性。為探究過(guò)量甲醛和新制Cu(OH)2反應(yīng)的產(chǎn)物,進(jìn)行如下研究。
(1)在下圖裝置中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),向a中加入0.5 mol·L-1CuSO4溶液50 mL和5 mol·L-1NaOH溶液100 mL,振蕩,再加入40%的甲醛溶液50 mL,緩慢加熱a 20分鐘后冷卻至室溫。
①儀器b的名稱是_________;
②能說(shuō)明甲醛具有還原性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________。
(2)上述實(shí)驗(yàn)有副反應(yīng)發(fā)生,產(chǎn)生的氣體為CO、H2中的一種或兩種。為確認(rèn)氣體成分,將裝置A和如下圖所示裝置連接后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
依次連接的合理順序?yàn)锳→B→___→____→____→____→G,裝置B的作用是_____________。有H2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________________。
(3)已知:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明a中甲醛中的碳元素未被氧化成+4價(jià)。寫出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象、結(jié)論______________________。
(4)反應(yīng)后a中有紅色固體產(chǎn)生,為研究其組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(以下每步均充分反應(yīng)):
①錐形瓶ii中固體完全溶解得深藍(lán)色溶液的離子方程式為____________________;
②將容量瓶ii中的溶液稀釋100倍后,溶液的顏色與容量瓶i相近。由此可知固體產(chǎn)物的組成及物質(zhì)的量之比約為________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù),下列說(shuō)法正確的是
A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L的戊烷所含的分子數(shù)為0.5 NA
B. 現(xiàn)有乙烯、丙烯、丁烯的混合氣體共14 g,其原子數(shù)為3 NA
C. 1 mol甲基的電子數(shù)目為7 NA
D. 28 g乙烯所含共用電子對(duì)數(shù)目為4 NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于下列四個(gè)裝置的說(shuō)明符合實(shí)驗(yàn)要求的是
A. 裝置①:實(shí)驗(yàn)室中若需制備較多量的乙炔可用此裝置
B. 裝置②:實(shí)驗(yàn)室中可用此裝置來(lái)制備硝基苯.
C. 裝置③:實(shí)驗(yàn)室中可用此裝置來(lái)分離含碘的四氯化碳液體,最終在錐形瓶中可獲得碘
D. 裝置④:實(shí)驗(yàn)室中可用此裝置來(lái)制備乙酸乙酯并在燒瓶中獲得產(chǎn)物
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Cl2是一種重要的化工原料, 氯氣極其相關(guān)產(chǎn)品在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。結(jié)合氯氣的相關(guān)知識(shí)解決下列問題;
(1)由于氯氣貯存運(yùn)輸不方便,工業(yè)上常將氯氣轉(zhuǎn)化為漂白粉,工業(yè)上生產(chǎn)漂白粉的主要化學(xué)方程式是______________________;漂白粉的有效成分是(填化學(xué)式)_________。漂白粉在空氣中長(zhǎng)期存放會(huì)變質(zhì)而失效的原理是(用化學(xué)方程式說(shuō)明) _____________。
(2)實(shí)驗(yàn)室可用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O 由于氯氣有毒所以實(shí)驗(yàn)室通常用___________________溶液吸收尾氣(填化學(xué)式),反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。
(3)氯氣是一種常用的消毒劑,新制氯水含多種微粒并表現(xiàn)出不同的性質(zhì)(用化學(xué)式或離子符號(hào)填寫):
使氯水呈黃綠色的是________;能使AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀的是________;能使紫色石蕊試液顯紅色的是________;能使紅紙褪色的是________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】生活在沙漠的仙人掌與生活在海水中的鯊魚,組成他們的化學(xué)元素種類
A. 大體相同 B. 區(qū)別較大
C. 很難確定 D. 沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】H2的燃燒熱為286 kJ/mol,Li的燃燒熱為299 kJ/mol。LiH可做飛船燃料,合成LiH的熱化學(xué)方程式是2Li(s)+H2(g)=2LiH(s)△H=-182kJ/mol,則LiH的燃燒熱為( )
A. 702 kJ/mol B. 442 kJ/mol C. 585 kJ/mol D. 351 kJ/mol
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