【題目】I、下圖是全釩液流電池的示意圖
該電池充放電的總反應(yīng)式為:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)充電時(shí)的陰極反應(yīng)式為______________,陽極附近顏色變化是______。
(2)放電過程中,正極附近溶液的pH ________(選填“升高”“降低”或“不變”)。
II、回收利用廢釩催化劑(主要成分為V2O5、VOSO4和二氧化硅)的工藝流程如下圖所示。
(3)濾渣可用于______________________(填一種用途)。
(4)25℃時(shí),取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,得到釩沉淀率和溶液pH之間的關(guān)系如下表所示:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
釩沉淀率(%) | 88.1 | 91.8 | 96.5 | 98 | 99.8 | 97.8 | 96.4 | 93.0 | 89.3 |
根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷,加入氨水調(diào)節(jié)酸堿性,溶液的最佳pH為____;上述過濾操作過程中所需用到的玻璃儀器有__________________________________。
(5)為了提高釩的浸出率,用酸浸使廢釩催化劑中的V2O5轉(zhuǎn)變成可溶于水的VOSO4,酸浸過程中,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為________。
(6)氧化過程中,VO2+變?yōu)?/span>VO2+,則該反應(yīng)的離子方程式為____________________。
【答案】 V3++eV2+ 藍(lán)色變黃色 升高 制作光導(dǎo)纖維、建筑材料等 1.7 漏斗、燒杯、玻璃棒 1:2 ClO3+6VO2++3H2O6VO2++Cl+6H+
【解析】I、(1)充電時(shí),陰極反應(yīng)為還原反應(yīng),故為V3+得電子生成V2+的反應(yīng),電極反應(yīng)式為V3++e-═V2+,充電時(shí),陽極發(fā)生VO2++H2O=VO2++2H++e-,溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)辄S色,故答案為:V3++e-═V2+;藍(lán)色變黃色;
(2)放電過程中,正極反應(yīng)是還原反應(yīng),由電池總反應(yīng)可知放電時(shí)的正極反應(yīng)為VO2++2H++e-═VO2++H2O,正極附近溶液的酸性減弱,pH升高,故答案為:升高;
生成耗H+,溶液pH降低,
II、廢釩催化劑(主要成分為V2O5、VOSO4和二氧化硅),粉碎后加水水浸過濾,據(jù)物質(zhì)的水溶性確定,V2O5和SiO2難溶于水,V2O5和SiO2即為得到的濾渣,亞硫酸根具有還原性,酸性條件下,能被五氧化二釩氧化生成硫酸根離子,離子反應(yīng)方程式為:V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O,過濾得到濾液B凈化,和濾液A混合加入氯酸鉀,氯酸鉀具有氧化性,能將VO2+氧化為VO2+,加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH到最佳值,得到NH4VO3,最后焙燒得到五氧化二釩。
(3)濾渣中二氧化硅可用于制作光導(dǎo)纖維、建筑材料等,故答案為:制作光導(dǎo)纖維、建筑材料等;
(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,⑤中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH最佳值為1.7,此時(shí)鋇沉淀率達(dá)到最大,需要氨水量較小,過濾操作過程中所需用到的玻璃儀有:漏斗、燒杯、玻璃棒,故答案為:1.7;漏斗、燒杯、玻璃棒;
(5)亞硫酸根具有還原性,酸性條件下,能被五氧化二釩氧化生成硫酸根離子,離子反應(yīng)方程式為:V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O,酸浸過程中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2,故答案為:1:2;
(6)氧化過程中,氯酸鉀具有氧化性,能將VO2+氧化為VO2+,反應(yīng)的離子方程式為ClO3+6VO2++3H2O=6VO2++Cl+6H+,故答案為:ClO3+6VO2++3H2O=6VO2++Cl+6H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一種通過鐵基氧載體(Fe3O4/FeO)深度還原和再生來合成二甲醚(CH3OCH3)的原理如下圖:
(1)二甲醚的合成反應(yīng):3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH1
①已知CO、H2與CH3OCH的燃燒熱(ΔH)分別為a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1、(a、b、c均小于0),則ΔH1=________kJ·mol-1。
②該反應(yīng)選用CuO/ZnO/Al2O3復(fù)合催化劑,該催化劑能_______(填標(biāo)號(hào))。
A.促進(jìn)平衡正向移動(dòng) B.提高反應(yīng)速率
C.降低反應(yīng)的活化能 D.改變反應(yīng)的焓變
(2)CH4氧化器中發(fā)生的主反應(yīng):
ⅰ. CH4(g)+Fe3O4(s)CO(g)+2H2(g)+3Fe(s)
ⅱ. CH4(g)+4Fe3O4(s)CO2(g)+2H2O(g)+12FeO(s)
850℃時(shí),壓強(qiáng)和部分氣體體積分?jǐn)?shù)、固相各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如下圖。
①隨著壓強(qiáng)的增大,反應(yīng)ⅰ的平衡常數(shù)K值________(填“增大”、“減小”、 或“不變”)
②結(jié)合圖像,分析H2O的體積分?jǐn)?shù)變化的原因_________(用化學(xué)方程式表示)
(3)將一定量的FeO和CO2置于CO2還原器(體積不變的密閉容器)中,發(fā)生的主反應(yīng):
CO2(g)+3FeO(s)Fe3O4(s)+ CO (g) ΔH2
保持其他條件不變,測得不同溫度下最終反應(yīng)體系中CO、CO2體積分?jǐn)?shù)如下表:
溫度I/℃ | 100 | 170 | 200 | 300 | 400 | 500 |
CO2體積分?jǐn)?shù) | 0.67 | 0.67 | 0.75 | 0.82 | 0.9 | 0.92 |
CO體積分?jǐn)?shù) | 0.33 | 0.33 | 0.25 | 0.18 | 0.1 | 0.08 |
①ΔH2_______0(填“>”或“<”)。
②若在150℃時(shí)進(jìn)行上述轉(zhuǎn)化,理論轉(zhuǎn)化率ɑ(FeO)=___________。
③在上述反應(yīng)體系中,一定可以說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______(填標(biāo)號(hào))。
A.體系的壓強(qiáng)不變 B.CO2的物質(zhì)的量不變
C.CO的生成速率和消耗速率相等且不等于零 D.氣體的平均摩爾質(zhì)量不變
④根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析CO2還原器溫度設(shè)置在170℃的原因___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中,x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量,y軸表示( )
A. 銅棒的質(zhì)量
B. 鋅棒的質(zhì)量
C. 氫離子的濃度
D. 硫酸根離子的濃度
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,下列各組離子一定能在指定溶液中大量共存的是
A. 使甲基橙變黃色的溶液中:Na+、Al3+、SO42-、Cl-
B. pH=7的溶液中:K+、Na+、A1O2-、CO32-
C. 與Al反應(yīng)能放出H2的溶液中:Fe2+、K+、NO3- 、SO42-
D. =1X10-13mol/L的溶液中:NH4+、Ca2+、Cl-、NO3-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】往鍋爐注入Na2CO3溶液浸泡,將水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,再用鹽酸去除,下列敘述正確的是
A. 溫度升高Na2CO3溶液的Kw和c(H+)均會(huì)增大
B. CaSO4能轉(zhuǎn)化為CaCO3,說明Ksp(CaCO3)>Ksp(CaSO4)
C. CaCO3溶解于鹽酸而CaSO4不溶,是因?yàn)榱蛩崴嵝詮?qiáng)于鹽酸
D. 沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為CO32(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42(aq)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在活性炭催化下,用CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料可生成橙黃色晶體X。為測定其組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
I、氨的測定:
精確稱取13.375 g X配成1000 mL溶液,取出10.00 mL溶液,注入如圖所示的三頸瓶(B)中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品液中的氨全部蒸出,用20.00 mL 0.20 mol·L1的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶,用0.20 mol·L1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl,到終點(diǎn)時(shí)消耗5.00 mLNaOH溶液。
II、氯的測定:
準(zhǔn)確稱取樣品X,配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,K2CrO4溶液為指示劑,已知:Ag2CrO4為磚紅色,Ksp(Ag2CrO4)=1.12×1012。
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱是_________測定氨前應(yīng)該對(duì)裝置進(jìn)行__________,安全管的作用原理是_____________________________________________________。
(2)NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)裝入___式滴定管,C裝置冰鹽水的作用是_________。
(3)測定氯的過程中,使用棕色滴定管的原因是____________________;判斷滴定終點(diǎn)的方法是___________________________________________________,若終點(diǎn)溶液中c(Ag+)=1.0×105 mol·L1,此時(shí)c(CrO42)為______ mol·L1。
(4)13.375 g樣品X中氨的物質(zhì)的量為_____ mol。
(5)經(jīng)測定,樣品X的化學(xué)式為Co(NH3)6Cl3,寫出制備X的化學(xué)方程式:_________________;X的制備過程中,若溫度過高X產(chǎn)率下降,原因是___________________。(寫一點(diǎn))
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng),無二次污染,工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉,然后在低溫下,向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和,使高鐵酸鉀析出。
(1)干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為:2FeSO4 + 6 Na2O2 = 2Na2FeO4 + 2Na2O + 2Na2SO4 + O2↑,該反應(yīng)中氧化劑是________________(填化學(xué)式),過氧化鈉(Na2O2)中氧元素化合價(jià)為____________。(填數(shù)字)
(2)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應(yīng)體系中有六種數(shù)粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。
①堿性條件下,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量的比為3:2發(fā)生反應(yīng),寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式:___________________________________________________________。
②每生成1mol FeO42-轉(zhuǎn)移________mol電子,若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子,則還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為______________mol。
Ⅱ.已知:2Fe3++2I-=2Fe2++I(xiàn)2,2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。
(1)含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2,此時(shí)被氧化的離子是____________,被氧化的離子的物質(zhì)的量分別是________________________。
(2)若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2,當(dāng)I-、Fe2+、Br-完全被氧化時(shí),c為________________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在300mL的密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的CO氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知該反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表:
溫度/℃ | 25 | 80 | 230 |
平衡常數(shù) | 5×104 | 2 | 1.9×10-5 |
下列說法不正確的是
A. 上述生成Ni(CO)4(g)的反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B. 在80℃時(shí),測得某時(shí)刻,Ni(CO)4、CO濃度均為0.5mol/L,則此時(shí)V(正)>V(逆)
C. 25℃時(shí)反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常數(shù)為2×10-5 (mol·L-1)3
D. 80℃達(dá)到平衡時(shí),測得n(CO)=0.3mol,則Ni(CO)4的平衡濃度2 mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在盛有KI溶液的試管中,滴入氯水充分反應(yīng)后,再加四氯化碳振蕩,靜置后觀察到的現(xiàn)象是 ( )
A.上層紫紅色,下層接近無色
B.均勻、透明、紫紅色
C.均勻、透明、無色
D.上層接近無色,下層紫紅色
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