【題目】金屬釩(V)及其化合物有著廣泛的用途。請回答下列問題:
(1)釩在溶液中的主要聚合狀態(tài)與溶液的pH關系如圖1所示。V2O74-中V元素的化合價是________,溶液中VO3-轉化為V2O74-的離子方程式為________。
(2)偏釩酸銨是最普通的釩酸鹽,將V2O5溶于碳酸鈉溶液中(有氣體生成),然后加入氯化銨,便可析出偏釩酸銨(NH4VO3),該過程總反應的化學方程式為________;當pH超過8.0時偏釩酸銨會發(fā)生轉化,其原因是溶液中的VO3-轉化為V2O74-、________(請另寫出一點原因)。
(3)NH4VO3在高溫下分解產生的V2O5可作為硫酸工業(yè)中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=pkJ/mol反應的催化劑,其催化原理如圖2所示。
①過程a和過程b的熱化學方程式為
V2O5(s)+SO2(g)=V2O4(s)+SO3(g) ΔH=qkJ/mol
V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s) ΔH=rkJ/mol
則過程c的熱化學方程式為_________。
②T℃時反應2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0中SO3的轉化率(α)與體系總壓強(p)的關系如圖3所示。T℃時,將2molSO3置于10L密閉容器中,反應達到平衡后,體系總壓強為0.10MPa。則T℃時B點的化學平衡常數Kc=_________。
(4)全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應來實現化學能和電能相互轉化的裝置,其原理如圖4所示。
①充電過程中,右槽溶液顏色逐漸由________色變?yōu)?/span>________色;
②充電時若轉移的電子數為NA個,則左槽溶液中n(H+)的變化量為______。
【答案】+5 2VO3-+2OH-=V2O74-+H2O V2O5+Na2CO3+2NH4Cl=2NH4VO3+2NaCl+CO2↑ pH過大,溶液中的NH4+會轉化為NH3·H2O 2VOSO4(s)=V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g) △H=(p-q-r)kJ/mol 0.00125 綠 紫 1mol
【解析】
(1)根據化合物中元素化合價代數和等于0分析判斷,根據圖示,在堿性溶液中VO3-轉化為V2O74-;
(2)V2O5、Na2CO3、NH4Cl混合發(fā)生反應產生NH4VO3、CO2氣體及NaCl,據此書寫反應方程式;根據NH4+與OH-不能大量共存分析;
(3)①根據蓋斯定律,將已知的熱化學方程式疊加,可得待求反應的熱化學方程式;
②SO3的平衡轉化率為20%,則反應的三氧化硫為0.4mol,根據三段式計算平衡時各組分物質的量濃度,根據平衡壓強,結合氣體的物質的量、計算平衡濃度,帶入平衡常數表達式K=計算平衡常數;
(4)充電時陽極發(fā)生氧化反應,陰極發(fā)生還原反應,根據不同價態(tài)離子的顏色判斷;
(1)O元素化合價為-2價,則在V2O74-中V元素的化合價是(2×7-4)÷2=+5價;根據圖示,在堿性溶液中VO3-轉化為V2O74-,轉化的離子方程式是2VO3-+2OH-=V2O74-+H2O;
(2)V2O5、Na2CO3、NH4Cl混合發(fā)生反應產生NH4VO3、CO2及NaCl,反應方程式為:V2O5+Na2CO3+2NH4Cl=2NH4VO3+2NaCl+CO2↑;根據圖示可知:當溶液pH在8~10時, VO3-轉化為V2O74-,同時溶液中的NH4+與OH-會發(fā)生反應,轉化為弱電解質NH3·H2O;
(3)①(i)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=pkJ/mol
(ii)V2O5(s)+SO2(g)=V2O4(s)+SO3(g) ΔH=qkJ/mol
(iii)V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s) ΔH=rkJ/mol
根據蓋斯定律,①-②-③得過程iii的反應為:2VOSO4(s)=V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g),△H=(p-q-r)kJ/mol;
②T℃時,將2molSO3置于10L密閉容器中,反應開始時,c(SO3)=2mol÷10L=0.2mol/L,反應達到平衡后,體系總壓強為0.10MPa,此時SO3的平衡轉化率為20%,則反應的三氧化硫的物質的量n(SO3)=2mol×20%=0.4mol,容器體積為10L,則△c(SO3)=0.4mol÷10L=0.04mol/L,平衡時c(SO3)=0.2mol/L-0.04mol/L=0.16mol/L,c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,則該反應的化學平衡常數K=mol/L=0.00125mol/L
(4)①在充電時,右側陰極上發(fā)生還原反應,V3+獲得電子變?yōu)?/span>V2+,右側會看到溶液由綠色變?yōu)樽仙?/span>
②充電時右側發(fā)生還原反應:V3++e-=V2+,每轉移1mol電子,右側正電荷數目減少NA個,所以轉移的電子數為NA個,溶液中H+會通過質子交換膜由左側進入右側,則左槽n(H+)的變化量為1mol。
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【題目】某藥物丙可由有機物甲和乙在一定條件下反應制得:
下列說法正確的是
A.丙在堿性條件下水解生成和CH318OH
B.甲分子中所有原子共平面
C.乙的化學式是C4H518OO
D.甲與乙生成丙的反應屬于加成反應
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】硫酸鋅是一種重要的工業(yè)原料,廣泛用于農業(yè)、化工、電鍍等行業(yè)。工業(yè)上由鋅渣(主要成分為ZnO、FeO、CuO、PbO等)等工業(yè)廢料生產ZnSO4·7H2O的流程如下:
(1)“溶浸”操作中,選用“鋅渣”而不選擇氧化鋅礦粉的原因是______;該操作中不斷通入高溫水蒸氣的目的是________。
(2)“濾渣A”的主要成分是________。
(3)“反應Ⅰ”中,加入NaClO反應的離子方程式為___。
(4)“反應Ⅰ”中,再加入NaOH調節(jié)pH約為4.5,則“濾渣B”的主要成分是_____(填化學式)。(Ksp[Zn(OH)2]=3×10-17,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39)
(5)“反應Ⅱ”中,加入的鋅粉需用少量稀硫酸處理,原因是_________。
(6)取28.7gZnSO4·7H2O加熱至不同溫度,剩余固體的質量如下表:
溫度/℃ | 100 | 250 | 680 | 930 |
質量/g | 17.90 | 16.10 | 13.43 | 8.10 |
則680℃時所得固體的化學式為_________(填字母標號)。
A.ZnO B.Zn3O(SO4)2 C.ZnSO4 D.ZnSO4·H2O
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【題目】對稱變換是一種建模方法。依據甲烷的一氯代物只有一種,采用如下代換;
下列說法錯誤的是
A.a、b、c互為同系物B.X的通式一定為CnH2n+2
C.b的同分異構體只有2種(不含立體異構)D.c的三氯代物只有7種(不含立體異構)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氨氣和氨水在工農業(yè)生產中均有重要應用。
(1)工業(yè)合成氨反應的化學方程式是_________。
(2)實驗室常加熱熟石灰[主要成分是Ca(OH)2]和氯化銨混合固體制取氨氣,寫出反應的化學方程式___________。
(3)如圖所示,向表面皿中的NaOH固體滴幾滴濃氨水,迅速蓋上蓋,觀察現象。
①___________液滴上方會出現白煙(填序號)
A.濃鹽酸 B.濃硫酸 C.FeCl3溶液
②一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體,生成該白色固體的化學方程式是_______。
③FeCl3液滴中出現的現象是___________,發(fā)生反應的離子方程式是_________。
(4)利用氨水可以將大氣污染物SO2吸收并生產氮肥,原理如圖所示:
分析上述生產原理,在下列表格中填寫該生產過程中利用的SO2的化學性質并進行理論論證
SO2的化學性質 | 理論論證 |
______ | ______ |
______ | ______ |
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【題目】氯化亞銅(CuCl)是一種難溶于水的白色粉末,不溶于乙醇,可溶于濃鹽酸和氨水,在潮濕空氣中被氧化成綠色的堿式氯化銅[Cu2(OH)3Cl]。工業(yè)上常以海綿銅(主要成分是 Cu,含有少量CuO)為原料生產CuCl,其工藝流程如下:
(1)配平“溶解”過程中發(fā)生的氧化還原反應的離子方程式:
____Cu+___+____= _____Cu2++____ NO↑ +___H2O
(2)還原“”過程中,作還原劑的是_________(填化學式);寫出“還原”過程中發(fā)生反應的離子方程式:_________。
(3)寫出氯化亞銅在潮濕的空氣中被氧化的化學方程式: ______。
(4)析出的CuCl晶體水洗后要立即用無水乙醇洗滌,并在真空干燥機內于70℃下干燥2 h,冷卻密封包裝。密封包裝的原因是______。
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【題目】某化學實驗小組擬探究改進Fe(OH)2的制取方法。
方案1:
①實驗藥品:FeS固體、稀硫酸溶液、NaHCO3溶液;
②實驗裝置如圖1。
方案2:
①取一只試管,向其中加入一粒NaOH固體,再加入約2mL新制的FeSO4溶液;
②將試管置于酒精燈火焰上,對著有NaOH顆粒的部位小心加熱(不能使液體劇烈沸騰)。使沉淀自下至上慢慢增多,觀察下部沉淀顏色。
方案3:
①先在試管中滴入2~3 mL液體石蠟;
②用膠頭滴管小心往試管底部注入4~5 mL新制的FeSO4溶液;
③再往試管中投入1粒綠豆大小的金屬鈉,觀察反應現象。
回答下列問題:
(1)“方案1”中,后加入試管中的液體是______,NaOH溶液的作用是_______。
(2)“方案2”中,對著有NaOH顆粒的部位小心加熱的目的是________。
(3)“方案2”的沉淀中,上層沉淀的顏色是________,下層沉淀的顏色是________,發(fā)生此現象的原因是________。
(4)“方案3”中反應的化學反應方程式為________。
(5)“方案3”的實驗過程中間斷性的出現白色沉淀,其原因是_________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氟碳鈰礦(主要成分為CeFCO3)是提取稀土化合物、冶煉鈰的重要礦物原料,以氟碳鈰礦為原料提取鈰的工藝流程如圖所示。
回答下列問題:
(1)CeFCO3中Ce的化合價為___________________。
(2)氧化焙燒后的產物之一為CeO2,則酸浸時發(fā)生反應的離子方程式為_______。為了提高酸浸率,可以適當提高反應溫度,但溫度偏高浸出率反而會減小。其原因是___。
(3)HT是一種難溶于水的有機溶劑,它能將Ce3+從水溶液中萃取出來,該過程可表示為Ce3+(水層)+3HT(有機層)CeT3(有機層)+3H+(水層)。操作I的名稱是_________操作Ⅱ加入稀H2SO4的目的是______。
(4)向Ce(OH)3懸濁液中通入氧氣得到產品Ce(OH)4的化學方程式為______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】對于在密閉容器中進行的可逆反應,下列說法正確的是( )
A.容器內只含有、、三種分子
B.只存在分子中
C.容器內含有、、等分子
D.反應達到限度時,所有物質的質量都相等
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