4．天津“8.12“爆炸中擴(kuò)散的CN-造成部分水體污染．某小組欲檢測(cè)污水中CN-的濃度并模擬電化學(xué)法除去CN-．
探究I  檢測(cè)CN-濃度
資料：堿性條件下發(fā)生離子反應(yīng)：2CN-+5H202+90H-═2CO32-+N2+6H20
實(shí)驗(yàn)裝置如圖1（其中加熱、夾持裝置省略）．（不考慮污水中其它離子反應(yīng)）

（1）加入藥品之前的操作是檢查裝置氣密性；C中試劑是濃H2S04
（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下：
 步驟1 關(guān)閉K1，打開(kāi)K2，滴入足量H2O2溶液，對(duì)B加熱．充分反應(yīng)后，停止加熱
 步驟2 
關(guān)閉K2，用注射器穿過(guò)B裝置的膠塞注入
稀H2S04溶液
 步驟3 打開(kāi)K1，通入N2
（3）計(jì)算CN-的濃度，需稱得的質(zhì)量是反應(yīng)前后D裝置的質(zhì)量．
（4）為了使檢測(cè)更加準(zhǔn)確，上述（2）中操作要特別注意一些事項(xiàng)．請(qǐng)寫出至少一條加稀H2S04時(shí)要緩慢注入（要緩慢通人N2或給B加熱時(shí)溫度不能過(guò)高或加入稀H2SO4，要足量）．
探究Ⅱ電化學(xué)法處理CN-的影響因素由如圖2裝置模擬電化學(xué)法實(shí)驗(yàn)，有關(guān)結(jié)果如表．
 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 電極（X） NaCl溶液濃度
（mol/L）		 甲中石墨表面通入氣體 電流計(jì)讀數(shù)
（A）
 （1） Fe 0.1 空氣 I
 （2） Al 0.1 空氣 1.5I
 （3） Fe 0.1 O2 2I
 （4） Al 0.5 空氣 1.6I
（5）根據(jù)表格信息分析．
①X電極名稱：負(fù)極；
②實(shí)驗(yàn)（1）中X換成Zn，則電流計(jì)讀數(shù)的范圍為I～1.5I
③若乙裝置中陽(yáng)極產(chǎn)生無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)，其電極方程式為2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2+6H2O；該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電化學(xué)法處理CN-，影響處理速率的因素有負(fù)極的金屬材料和甲中電解質(zhì)的濃度（至少兩條）．

分析 本實(shí)驗(yàn)是利用在堿性條件下雙氧水將CN-氧化成碳酸根離子，再用稀硫酸與碳酸根反應(yīng)生成二氧化碳，用堿石灰吸收生成的二氧化碳，根據(jù)裝有堿石灰的干燥管的質(zhì)量的變化確定二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可計(jì)算出的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定濃度，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為準(zhǔn)確測(cè)量二氧化碳的質(zhì)量，要排除空氣中的二氧化碳的干擾，以及要把裝置產(chǎn)生的二氧化碳讓堿石灰充分吸收，所以要在裝置里通入氮?dú)猓?br />（1）由于該實(shí)驗(yàn)是有氣體參與反應(yīng)的，所以實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要檢查裝置氣密性；從B裝置中出來(lái)的氣體中有水蒸氣，能被堿石灰吸收，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，所以氣體要干燥；
（2）在加過(guò)雙氧后，要關(guān)閉K2，再向B中加足量的稀硫酸，與碳酸根離子反應(yīng)；
（3）根據(jù)分析可知，計(jì)算CN-的濃度，需稱得的質(zhì)量是反應(yīng)前后D裝置的質(zhì)量；
（4）為了使二氧化碳能充分被堿石灰吸收，加稀H2S04時(shí)要緩慢注入（要緩慢通人N2或給B加熱時(shí)溫度不能過(guò)高或加入稀H2SO4，要足量）；
（5）①根據(jù)原電池原理，活潑金屬做原電池的負(fù)極；
②鋅的活潑性介于鋁和鐵之間，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，金屬越活潑，電流計(jì)的值越大，據(jù)此答題；
③乙裝置中陽(yáng)極是發(fā)生氧化反應(yīng)生成無(wú)毒無(wú)害的氮?dú)夂吞妓岣x子，通過(guò)比較負(fù)極的金屬材料和甲中電解質(zhì)的濃度進(jìn)行分析答題；

解答 解：本實(shí)驗(yàn)是利用在堿性條件下雙氧水將CN-氧化成碳酸根離子，再用稀硫酸與碳酸根反應(yīng)生成二氧化碳，用堿石灰吸收生成的二氧化碳，根據(jù)裝有堿石灰的干燥管的質(zhì)量的變化確定二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可計(jì)算出的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定濃度，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為準(zhǔn)確測(cè)量二氧化碳的質(zhì)量，要排除空氣中的二氧化碳的干擾，以及要把裝置產(chǎn)生的二氧化碳讓堿石灰充分吸收，所以要在裝置里通入氮?dú)猓?br />（1）由于該實(shí)驗(yàn)是有氣體參與反應(yīng)的，所以實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要檢查裝置氣密性，從B裝置中出來(lái)的氣體中有水蒸氣，能被堿石灰吸收，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，所以氣體要干燥，所以C中試劑是濃H2S04，
故答案為：檢查裝置氣密性；濃H2S04；
（2）在加過(guò)雙氧后，要關(guān)閉K2，再向B中加足量的稀硫酸，與碳酸根離子反應(yīng)，
故答案為：關(guān)閉K2；稀H2S04；
（3）根據(jù)分析可知，計(jì)算CN-的濃度，需稱得的質(zhì)量是反應(yīng)前后D裝置的質(zhì)量，
故答案為：反應(yīng)前后D裝置的質(zhì)量；
（4）為了使二氧化碳能充分被堿石灰吸收，加稀H2S04時(shí)要緩慢注入（要緩慢通人N2或給B加熱時(shí)溫度不能過(guò)高或加入稀H2SO4，要足量），
故答案為：加稀H2S04時(shí)要緩慢注入（要緩慢通人N2或給B加熱時(shí)溫度不能過(guò)高或加入稀H2SO4，要足量）；
（5）①根據(jù)原電池原理，活潑金屬做原電池的負(fù)極，
故答案為：負(fù)極；
②鋅的活潑性介于鋁和鐵之間，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，金屬越活潑，電流計(jì)的值越大，所以電流計(jì)讀數(shù)的范圍為I～1.5I，
故答案為：I～1.5I；
③乙裝置中陽(yáng)極是發(fā)生氧化反應(yīng)生成無(wú)毒無(wú)害的氮?dú)夂吞妓岣x子，電極反應(yīng)式為2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2+6H2O，通過(guò)比較表中的數(shù)據(jù)可知，影響處理速率的因素有負(fù)極的金屬材料和甲中電解質(zhì)的濃度，
故答案為：2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2+6H2O；負(fù)極的金屬材料和甲中電解質(zhì)的濃度．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了檢測(cè)污水中CN-的濃度并模擬電化學(xué)法除去CN-，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，學(xué)生要清楚在研究一個(gè)變量引起速率變化的時(shí)候，其它的量應(yīng)該相同，另還要學(xué)會(huì)以用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，來(lái)得出結(jié)論，有一定的難度．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

14．由10g含有雜質(zhì)的CaCO3和足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生了0.1molCO2，推斷雜質(zhì)的組成可能是（　�。�
A．KHCO3和MgCO3B．K2CO3和Na2CO3C．MgCO3和Na2CO3D．KHCO3和NaHCO3

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

15．三氯化碘（ICl3）在藥物合成中用途非常廣泛，其熔點(diǎn)33℃，沸點(diǎn)：73℃．實(shí)驗(yàn)室可用如圖裝置制取ICl3．
（1）儀器a 的名稱是蒸餾燒瓶．
（2）制備氯氣選用的藥品為漂白精固體[主要成分為Ca（ClO）2]和濃鹽酸，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（ClO）2+4HCl（濃）═CaCl2+2Cl2↑+2H2O．
（3）裝置B可用于除雜，也是安全瓶，能監(jiān)側(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)裝置C中是否發(fā)生堵塞，請(qǐng)寫出發(fā)生堵塞時(shí)B中的現(xiàn)象：吸濾瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中液面上升．
（4）試劑X為堿石灰
（5）氯氣與單質(zhì)碘需在溫度稍低于70℃下反應(yīng)．則裝置D適宜的加熱方式為水浴加熱．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

12．化學(xué)反應(yīng)原理是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）下列判斷正確的是①③．
①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H2則△H1＜△H2
②H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H2則△H1＜△H2
③t℃時(shí)，在一定條件下，將1mol SO2和1mol O2分別置于恒容和恒壓的兩個(gè)密閉容器中，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)放出的熱量分別為Q1和Q2則Q1＜Q2
④CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H1
CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（s）△H2則△H1＜△H2．
（2）依據(jù)氧化還原反應(yīng)Zn（s）+Cu2+（aq）═Zn2+（aq）+Cu（s）  
設(shè)計(jì)的原電池如圖1所示．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①銅電極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2++2e-═Cu②溶液中Cu2+向正極移動(dòng)．
（3）在一恒溫、恒容密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH （g）+H2O（g）△H=-49.0 kJ/mol
某種反應(yīng)物和生成物的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示．回答下列問(wèn)題：
①Y的化學(xué)式是CO2
②反應(yīng)進(jìn)行到3min時(shí)，v正＞v逆（填“＞”或“＜”、“=”）．反應(yīng)前3min，H2的平均反應(yīng)速率v（H2）=0.5mol•L-1•min-1．
③能證明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是ACD
A．容器內(nèi)各氣體的體積分?jǐn)?shù)保持不變
B．混合氣體密度不變
C．3v逆（CH3OH）=v正（H2）                                         
D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
E．CO2的轉(zhuǎn)化率為70%            
F．混合氣體中CO2與H2的體積比為1﹕3
④上述溫度下，反應(yīng)CH3OH （g）+H2O（g）?CO2（g）+3H2（g）的平衡常數(shù)K=0.19（計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù)）．
⑤上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，往容器中同時(shí)加入0.1mol CO2和0.3mol H2O （g），此時(shí)平衡將向右（填“向左”、“向右”或“不”）移動(dòng)．
（4）室溫時(shí)，向20 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中不斷滴入0.1 mol/L的NaOH溶液，溶液的pH變化與所加NaOH溶液體積的關(guān)系如圖3所示．下列有關(guān)溶液中離子、分子濃度大小關(guān)系的描述中正確的是②③．
①a點(diǎn)時(shí)：c（CH3COOH）＞c（CH3COO-）＞ c（Na+）＞ c（H+）＞c（OH-）
②b點(diǎn)時(shí)：c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-）
③c點(diǎn)時(shí)：c（OH-）=c（CH3COOH）+c（H+）
④d點(diǎn)時(shí)：c（Na+）＞ c（CH3COO-）＞ c（OH-）＞c（H+）

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

19．實(shí)驗(yàn)室中需要0.2mol•L-1的CuSO4溶液950mL，配制時(shí)應(yīng)選用的容量瓶的規(guī)格和稱取膽礬晶體（CuSO4•5H2O式量為250）的質(zhì)量分別是（　�。�
A．1000mL   50.0gB．950mL   47.5gC．950mL    30.4gD．1000mL   32.0g

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

9．常溫下，某一元酸HA溶液的PH為b，且有n（A-）：n（HA）=1：99．某一元強(qiáng)堿溶液PH為a．若將1體積的此強(qiáng)堿溶液與10體積的HA溶液混合，恰好完全反應(yīng)．則a與b之和為（　�。�
A．15B．16C．17D．18

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

16．硫酸銨是一種常用的銨態(tài)氮肥．國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：
       指標(biāo)
項(xiàng)目		優(yōu)等品一等品合格品
外    觀白色結(jié)晶，無(wú)可見(jiàn)機(jī)械雜質(zhì)無(wú)可見(jiàn)機(jī)械雜質(zhì)
氮（N）含量≥21.0%≥21.0%≥20.5%
某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)在社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中，對(duì)某農(nóng)用品商店出售的一等品硫酸銨化肥的品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)．
[觀察外觀]該硫酸銨化肥無(wú)可見(jiàn)機(jī)械雜質(zhì)．
[實(shí)驗(yàn)檢測(cè)]
（1）通常實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)?zāi)硺悠肥欠駷殇@鹽，是將樣品與B（填序號(hào)，下同）共熱，并用C或E檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體．
A．強(qiáng)酸    B．強(qiáng)堿　　 C．濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙D．濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙
E．用蘸有濃鹽酸的玻璃棒　　F．用蘸有濃硫酸的玻璃棒
（2）若按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．儀器a的名稱是分液漏斗；燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需往燒瓶中加入足量濃氫氧化鈉溶液并充分加熱，原因是：使硫酸銨充分反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為NH3，且全部進(jìn)入燒杯乙．
[交流討論]
（4）某同學(xué)根據(jù)此實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算硫酸銨化肥的含氮量偏高（＞21.2%），請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)裝置中存在一個(gè)明顯缺陷是：甲、乙裝置間缺一個(gè)干燥裝置．
[探究結(jié)論]
（5）用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．稱取13.5g硫酸銨化肥樣品，測(cè)得實(shí)驗(yàn)前后乙裝置增重3.40g．該化肥不是（填“是”或“不是”）一等品．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

13．已知下列熱化學(xué)方程式：（1）Zn（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═ZnO（s），△H=-348.3kJ/mol
（2）2Ag（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═Ag2O（s），△H=-31.0kJ/mol
則ZnO（s）+2Ag（s）═Zn（s）+Ag2O（s）的△H等于（　�。�
A．-317.3kJ/molB．+317.3 kJ/molC．-379.3kJ/molD．-332.8kJ/mol

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

14．由碳元素構(gòu)成的各種單質(zhì)和化合物始終都是科學(xué)家研究的重要對(duì)象．

（1）圖1為碳及其氧化物的變化關(guān)系圖，若①變化是置換反應(yīng)則其化學(xué)方程式可為（寫一個(gè)即可）C+H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$H2+CO；寫出實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)CO2氣體的離子反應(yīng)方程式：①③
（2）汽車尾氣中的一氧化碳是大氣污染物，可通過(guò)反應(yīng)：CO（g）+$\frac{1}{2}$O2?CO（g）降低其濃度．某溫度下，在兩個(gè)容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，容器中各物質(zhì)的起始濃度及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示．請(qǐng)?zhí)顚懕碇械目崭瘢?br />
容器編號(hào)c（CO）/mol．L-1c（O2）/mol．L-1（CO2）/mol．L-1v（正）和v（逆）比較
Ⅰ2.0×10-44.0×10-44.0×10-2v（正）=v（逆）
Ⅱ3.0×10-44.0×10-45.0×10-2v（正）＞v（逆）
（3）CCS 技術(shù)是將工業(yè)和有關(guān)能源產(chǎn)業(yè)中所生產(chǎn)的CO2進(jìn)行捕捉與封存的技術(shù)，被認(rèn)為是拯救地球、應(yīng)對(duì)全球氣候變化最重要的手段之一．其中一種以天燃?xì)鉃槿剂系摹叭紵安东@系統(tǒng)”的簡(jiǎn)單流程圖如圖2所示（部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出）．回答下列問(wèn)題：
CH4在催化劑作用下實(shí)現(xiàn)第一步，也叫CH4不完全燃燒，1gCH4不完全燃燒反應(yīng)放出2.21kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2CH4（g）+O2（g）=2CO（g）+4H2（g）△H=-70.72kJ•mol-1．
（4）甲醇是一種可再生能源，具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上可用（3）轉(zhuǎn)化中得到的合成氣制備甲醇．反應(yīng)為CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g） 某溫度下，在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，其相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖3：
①根據(jù)圖3計(jì)算，從反應(yīng)開(kāi)始到t min時(shí)，用H2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（H2）=$\frac{1}{5t}$mol/（L•min）
②t min至2t min時(shí)速率變化的原因可能是反應(yīng)受熱或使用了催化劑；
③3t min時(shí)對(duì)反應(yīng)體系改變了一個(gè)條件，至4t min時(shí)CO的物質(zhì)的量為0.5mol，
請(qǐng)畫出圖3中3tmin 到4t min內(nèi)CO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線．
（5）某同學(xué)按圖所示的裝置用甲醇燃料電池（裝置I）進(jìn)行電解的相關(guān)操作，以測(cè)定銅的相對(duì)原子質(zhì)量，其中c電極為銅棒，d電極為石墨，X溶液為500mL 0.4mol/L硫酸銅溶、液．當(dāng)裝置II中某電極上收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體V1mL時(shí)，另一電極增重mg（m＜12.8）．

①裝置I中、H+向a極（填“a”或“b”）移動(dòng)；b電極上發(fā)生的反應(yīng)為CH3OH-6eˉ+H2O=CO2+6H+．
②銅的相對(duì)原子質(zhì)量的表達(dá)式為$\frac{11200m}{{V}_{1}}$ （用m和V1的代數(shù)式表示）．

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