【題目】Ⅰ、鈉硫電池作為一種新型儲能電池,其應用逐漸得到重視和發(fā)展。鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉(Na2Sx)分別作為兩個電極的反應物,固體Al2O3陶瓷(可傳導Na+)為電解質(zhì),其反應原理如圖所示:
物質(zhì) | Na | S | Al2O3 |
熔點/℃ | 97.8 | 115 | 2050 |
沸點/℃ | 892 | 444.6 | 2980 |
(1)請判斷該電池工作的適宜溫度應控制在____范圍內(nèi)(填字母序號)。
A.常溫 B.60℃~ 100℃ C.200℃~350℃ D.2000℃~3000℃
(2)放電時,電極A為___極。
(3)放電時,內(nèi)電路中Na+的移動方向為___(填“從A到B”或“從B到A”)。
(4)充電時,總反應為Na2Sx=2Na+xS(3<x<5),則陽極的電極反應式為___。
Ⅱ、用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2,將所得的Na2SO3溶液進行電解,可循環(huán)再生NaOH,同時得到H2SO4,其原理如圖所示。(電極材料為石墨)
(1)圖中a極要連接電源的(填“正”或“負”)___極,C口流出的物質(zhì)是___。
(2)SO32-放電的電極反應式為____。
(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強,請結合電極方程式解釋原因___。
【答案】C 負 從A到B Sx2--2e-=xS 負 硫酸 SO32--2e-+H2O=SO42- +2H+ 2H2O+2e-=H2↑+2OH-
【解析】
I.該裝置放電時為原電池,負極為Na失電子生成鈉離子,正極為S得電子生成Sx2-;充電時為電解池,陰極為鈉離子得電子生成鈉,陽極為Sx2--2e-=xS;
Ⅱ.此裝置為電解池,溶液中的陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動,則a為負極,b為正極,陽極為亞硫酸根離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成硫酸根離子;陰極:2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
I.(1)電池工作時,要求為熔融狀態(tài)的Na、S,根據(jù)物質(zhì)的熔點表中數(shù)據(jù),溫度應高于115℃,小于444.6℃,答案為C;
(2)放電時,Na失電子生成鈉離子,則A電極做負極;
(3)放電時,電池內(nèi)部中陽離子向正極移動,則Na+的移動方向為從A到B;
(4)充電時為電解池,陽極Sx2-失電子,生成xS,電極反應式為Sx2--2e-=xS;
II. (1)根據(jù)圖像可知,此裝置為電解池,溶液中的Na+向陰極移動,則a與電池負極相連;b極為亞硫酸根離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成硫酸根離子,則C口流出的為濃度較大的硫酸;
(2)SO32-放電的電極反應式為SO32--2e-+H2O=SO42- +2H+;
(3)電解過程中陰極區(qū)發(fā)生2H2O+2e-=H2↑+2OH-,使溶液中的氫氧根離子濃度增大,堿性增強。
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【題目】目前我國研制的稀土催化劑催化轉(zhuǎn)化汽車尾氣示意圖如下:
(1)Zr原子序數(shù)為40,價電子排布式為4d25s2,它在周期表中的位置是_______________。
(2)圖中互為等電子體的兩種氣體分子是_____________。
(3)C3H8中所有碳原子的雜化方式是___________。
(4)圖中屬于非極性的氣體分子是_______________________。
Fe、Mn元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表中
元素 | Fe | Mn | |
電離能(kJ·mol-1) | I1 | 759 | 717 |
I2 | 1561 | 1509 | |
I3 | 2957 | 3248 |
(5)從上表兩元素部分電離能數(shù)據(jù)比較的可知,氣態(tài)Mn2+再失去一下電子比氣態(tài)Fe2+再夫去一個電子難,原因是_____________。
(6)CO與Ni可生成羰基鎳[Ni(CO)4],已知其中鎳的化合價為0,鎳原子在基態(tài)時核外電子排式為_____________,[Ni(CO)4]的配體是_________,配位原子是__________。
(7)為了節(jié)省貴金屬并降低成本,也常用鈣鈦礦型復合氧化物作為催化劑。一種復合氧化物結構如圖所示,則與每個Sr2+緊鄰的O2-有______個。
(8)與Zr相鄰的41號元素Nb金屬的晶格類型為體心立方晶格,原子半徑為apm,相對原子質(zhì)量為b,阿伏加德羅常數(shù)為NA,試計算晶體鈮的密度為______________g·cm-3(用來a、b、NA表示計算結果)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,實驗裝置如圖甲。電解過程中的實驗數(shù)據(jù)如圖乙,橫坐標表示電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,縱坐標表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積(標準狀況)。則下列說法不正確的是
A.電解過程中,a電極表面先有紅色物質(zhì)析出,后有氣泡產(chǎn)生
B.b電極上發(fā)生的反應方程式為:4OH-一4e-=2H2O+O2↑
C.曲線O一P段表示H2的體積變化
D.Q點時收集到的混合氣體中H2和O2體積比為1:1
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【題目】丹參素(I)是一種具有改善心臟功能、抗血栓形成、促進組織的修復與再生等多種作用的藥物。該藥物的一種合成路線如下:
已知:代表芐基()
請回答下列問題:
(1)的結構簡式為_______,中所含官能團的名稱為羥基、______。
(2)的反應類型為_______,該反應的目的是________。
(3)寫出的化學方程式:________。
(4)苯酚與反應可以制備物質(zhì)()。是的同系物,相對分子質(zhì)量比大14。則符合下列條件的的同分異構體有______種(不考慮立體異構)。
①苯環(huán)上只有兩個取代基 ②能與溶液發(fā)生顯色反應 ③能發(fā)生銀鏡反應 ④紅外光譜表明分子中不含醚鍵
其中核磁共振氫譜有6組峰,且峰面積之比為的結構簡式為________(寫出一種即可)。
(5)參照丹參素的上述合成路線,以為原料,設計制備的合成路線:____________。
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【題目】碘在科研與生活中有重要應用,某興趣小組用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等試劑,探究反應條件對化學反應速率的影響。
已知S2O82-+2I-=2SO42-+I2(慢) I2+2S2O32-= 2I-+S4O62-(快)
(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,當溶液中的___耗盡后,溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色,為確保能觀察到藍色,S2O32-與S2O82-初始的物質(zhì)的量需滿足的關系為n(S2O32-)∶n(S2O82-)___。
(2)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響,設計的實驗方案如表
實驗序號 | 體積V/mL | ||||
K2S2O8溶液 | 水 | KI溶液 | Na2S2O3溶液 | 淀粉溶液 | |
① | 10.0 | 0.0 | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
② | 9.0 | 1.0 | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
③ | 8.0 | Vx | 4.0 | 4.0 | 2.0 |
表中Vx__mL,理由是___。
(3)已知某條件下,濃度c(S2O82-)反應時間t的變化曲線如圖所示,若保持其他條件不變,請在答題卡坐標圖中,分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時c(S2O82-)-t的變化曲線示意圖(進行相應的標注)____
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【題目】一定條件下,通過下列反應可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(s)
若反應在恒容的密閉容器中進行,下列有關說法正確的是( 。
A. 平衡前,隨著反應的進行,容器內(nèi)壓強始終不變
B. 平衡時,其他條件不變,分離出硫,正反應速率加快
C. 平衡時,若升高溫度,CO體積分數(shù)增大,則該反應的△H>0
D. 其他條件不變,增大壓強,該反應平衡常數(shù)不變
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【題目】在容積不變的密閉容器中存在如下反應:2A(g)+B(g)3C(g);ΔH<0,某研究小組研究了其他條件不變時,改變某一條件對上述反應的影響,下列分析正確的是( )
A. 圖Ⅰ表示的是t1時刻增大反應物的濃度對反應速率的影響
B. 圖Ⅱ表示的一定是t1時刻加入催化劑后對反應速率的影響
C. 圖Ⅲ表示的是催化劑對平衡的影響,且甲的催化效率比乙高
D. 圖Ⅲ表示的是溫度對化學平衡的影響,且乙的溫度較高
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【題目】(2017·天津卷)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃時,該反應的平衡常數(shù)K=2×105。已知:Ni(CO)4的沸點為42.2℃,固體雜質(zhì)不參與反應。
第一階段:將粗鎳與CO反應轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4;
第二階段:將第一階段反應后的氣體分離出來,加熱至230℃制得高純鎳。
下列判斷正確的是
A. 增加c(CO),平衡向正向移動,反應的平衡常數(shù)增大
B. 第二階段,Ni(CO)4分解率較低
C. 第一階段,在30℃和50℃兩者之間選擇反應溫度,選50℃
D. 該反應達到平衡時,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
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【題目】 運用化學反應原理研究碳、氮、硫的化合物的反應對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。
(1)有科學家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),用CO2和H2在210~ 290℃, 催化劑條件下可轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸汽和水蒸氣。230℃,向容器中投入0.5mol CO2和1.5mol H2.當CO2平衡轉(zhuǎn)化率達80%時放出的熱量為19. 6kJ,寫出該反應的熱化學方程式∶___________。
(2)在2L密閉容器中,起始投人4mol CO和6mol H2,在一定條件下發(fā)生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡時僅改變溫度測得的數(shù)據(jù)如下表所示∶ (已知:T1<T2)
溫度/℃ | 平衡時CH3OH的物質(zhì)的量/ mol | 化學平衡常數(shù) |
T1 | 2.6 | K1 |
T2 | 2.0 | K2 |
①則K1_______(填“>”“<”或“=”) K2,原因是_________________。
②在T2下,經(jīng)過10s達到化學平衡狀態(tài),則0~ 10s內(nèi)H2的平均速率v(H2)為_______,若維持條件不變再向容器中充入CO、H2和CH3OH各1mol,則v正_________(填“>”“<”或“=”)v逆。
(3)某科研小組設計的一個氮氧化物原電池 ,兩邊的陰影部分為 a、b惰性電極,分別用導線與燒杯的m、n惰性電極相連接,工作原理如圖:
①b極的電極反應式為_______________________。
②當有0.2mol O2-通過固體電解質(zhì)時,則燒杯中m處的產(chǎn)物的物質(zhì)的量為________。
(4)處理煙氣中SO2,也可采用堿液吸收法,已知25°C時,K(NH3 H2O)=1.8×10-5; Kcp(CaSO4)=7.1×10-5.
第1步∶用過量的濃氨水吸收SO2,并在空氣中氧化;
第2步∶加入石灰水,發(fā)生反應K。計算第2步中反應的K=_____________(列出計算式即可)。
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