1. 含结晶水的无机物可应用在吸波材料、电极材料和相变储能材料等领域。胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要的结晶水合物。
(1) 硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点,可用于土壤环境中钢质管道的电位监测。测量的电化学原理如图所示。回答下列问题:

①负极的电极反应式为

②测量后参比电极中CuSO4溶液的浓度(填"变大”,“变小”或“不变")。

(2) 把胆矾放到密闭容器内,缓缓抽去其中的水气,胆矾分三次依次脱水,各步脱水过程为一系列的动态平衡,反应式如下(脱水过程为吸热反应)。

反应I:CuSO4·5H2O (s) CuSO4·3H2O (s) + 2H2O(g)

反应II:CuSO4·3H2O (s) CuSO4·H2O (s) + 2H2O(g)

反应III:CuSO4·H2O (s) CuSO4(s) + H2O(g)

如图为50℃时水合物中水的质量分数 w与压强p(H2O)的关系图,回答下列问题:

①用无水CuSO4检验乙醇中含有微量水的现象是

②反应Ⅰ对应的线段为(填“ab”、“ed”或“ef”)。

③反应Ⅱ的平衡常数Kp=Pa2

④反应III在60℃和50℃的平衡压强p(H2O)分别为p1和p2 , 则p1 p2 (填*>”、“<”或“=”)。

⑤当样品状态c点下网到M点,体系存在的固体有; 转化率为% (保留小数点后两位)。

⑥25℃时为了保持CuSO4·H2O晶体纯度,可将其存在盛有大量Na2CO3· H2O晶体(平衡压强p(H2O)=706Pa)的密闭容器中,简述其理由

已知:25℃时反应I、II、III的平衡压强p(H2O)分别为1040、747和107Pa。

【考点】
电极反应和电池反应方程式; 化学平衡常数;
【答案】

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3. 镁、铁、钨、钒的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛。
(1) Mg2Ni是一种储氢合金,已知:

Mg(s)+H2(g)=MgH2(s)   ΔH1=-74.5 kJ·mol-1

Mg2Ni(s) +2H2(g)=Mg2NiH4(s)   ΔH2=-64.4 kJ·mol-1

写出Mg2Ni与MgH2反应生成Mg和Mg2NiH4的热化学方程式

(2) 钢铁工业的高炉炼铁常用赤铁矿(Fe2O3)、焦炭、空气和熔剂(石灰石)作原料,已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的,还原时温度与在CO、CO2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如图:

①在温度低于570 ℃时,还原分两个阶段完成,在温度高于570 ℃时,依次发生的还原反应有(选用图中的“a、b、c、d”填空)。

②为减少高炉炼铁时含CO的尾气排放,下列研究方向可采取的是(填字母序号)。

A.其他条件不变,增加高炉的高度       

B.调节还原时的炉温

C.增大原料中焦炭的比例       

D.将生成的铁水及时移出

(3) 将0.508 g碘、0.699 2 g金属钨放置于50.0 mL密闭容器中,在一定温度下发生反应:W(s)+I2(g)WI2(g),如图是混合气体中WI2蒸气的物质的量随时间变化关系,其中曲线Ⅰ(0~t2时间段)的反应温度为450 ℃,曲线Ⅱ(从t2时刻开始)的反应温度为530 ℃。

①该反应是(填“放热”或“吸热”)反应。在450 ℃时,该反应的平衡常数K=

②若保持450 ℃温度不变,向该容器中再加入0.508 g碘,当再次达到平衡时,反应混合气体中I2的百分含量(填“变大”、“不变”或“变小”)。

③若保持450 ℃温度不变,向该容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I2、0.005 4 mol WI2 , 则化学平衡(填“正向移动”、“不移动”或“逆向移动”)。

(4) 硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最强的电池,电池示意图如图所示,该电池工作时反应为:4VB2 + 11O2=4B2O3 + 2V2O5 。电极a为电池的极,电极b的电极反应式为

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