1、用图示装置及药品制备有关气体,其中能达到实验目的的是( )
选项 | A | B | C | D |
装置及药品 | ||||
实验目的 | 制H2S | 制氨气 | 制NO2 | 制氯气 |
A.A
B.B
C.C
D.D
2、利用周期表中同主族元素的相似性,可预测元素的性质。
(1)P元素的基态原子有______个未成对电子,白磷的分子式为P4,其结构如图甲所示。科学家目前合成了N4 分子,N 原子的杂化轨道类型是______,N-N 键的键角为_____;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,推测其用途为____________。
(2)N、P、As 原子的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(3)立方氮化硼晶体的结构如图乙所示。该晶体中,B原子填充在N原子的______(填空间构型名称)空隙中,且占据此类空隙的比例为________(填百分数)。
(4)N与As是同族元素,B与Ga是同族元素,立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似,两种晶体中熔点较高的是________;立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm,则其密度为____g·cm-3(用含a 的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
3、物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题:
(1)第二周期中,元素的第一电离能处于B与N之间的元素有_________种。
(2)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为_________________
(3)乙烯酮(CH2=C=O)是一种重要的有机中间体,可用CH3COOH在(C2H5O)3P=O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是_____________,1mol (C2H5O)3P=O分子中含有的σ键与π键的数目比为__________________。
(4)已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下:
解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因___________________。
(5)碳化硅的结构与金刚石类似(如图所示),其硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有___________个,与碳原子等距离最近的碳原子有__________个。已知碳化硅晶胞边长为a pm,则碳化硅的密度为__________g·cm3。
4、某化学兴趣小组进行了下列关于氯化铵的课外实验:
(实验操作)
浸过氯化钠溶液的布条很快烧光,浸过氯化铵溶液的布条不燃烧,冒出白烟。
(1)氯化铵饱和溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。白烟的成分是______________。
(2)请推测浸过氯化铵溶液的布条不燃烧、不易着火的主要原因(写出一条即可)__________。
5、甲酸钙广泛用于食品、工、石油等工业生产上,300~400℃左右分解.
Ⅰ、实验室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO+H2O2=Ca(HCOO)2+2H2O+H2↑.
实验室制取时,将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中(投料物质的量之比依次为1:2:1.2),最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品.
(1)过氧化氢比理论用量稍多,其目的是____________。
(2)反应温度最好控制在30-70℃之间,温度不易过高,其主要原因是____________。
(3)制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量的Na2S溶液,加硫化钠的目的是____________。
(4)实验时需强力搅拌45min,其目的是____________;结束后需调节溶液的pH 7~8,其目的是____________,最后经结晶分离、干燥得产品.
Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO3;杂质为:Al2O3、FeCO3) 为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙.结合右图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验方案:称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水,配成溶液待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用;____________。
提供的试剂有:a.甲酸钠,B.5mol•L-1硝酸,C.5mol•L-1盐酸,D.5mol•L-1硫酸,e.3%H2O2溶液,f.澄清石灰水。
6、“常见无机物”,主要是指的铝、铁、硫、氯四种元素的单质及化合物。完成下列填空:
(1)四种元素原子的半径大小Fe >______>______>______
(2)铝原子核外电子排布式_________________________,有_________种不同能量级的电子;铝热剂的成分是铝粉与氧化铁的混合物;写出铝热反应的化学方程式____________________
(3)工业上用氯气和__________制取漂粉精;吸收多余氯气的试剂是______________。
(4)硫磺粉末与铁粉混合加热,写出该反应的化学反应方程式并标出电子转移的方向和数目______________________________________________________。
(5)硫的非金属性________于氯(选填“强”、“弱”),用一个事实证明______________________,
再从原子结构的知识加以解释____________________________________________________.
7、有人尝试用工业制纯碱原理来制备。他向饱和
溶液中依次通入足量的______和______两种气体,充分反应后有白色晶体析出。将得到的白色晶体洗涤后灼烧,结果无任何固体残留,且产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。写出生成白色晶体的化学方程式:________。分析该方法得不到
的原因可能是_______________。
8、1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才.现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0.当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示.
回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2;则反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)合成氨的平衡常数表达式为____________,平衡时,M点NH3的体积分数为10%,则N2的转化率为____________(保留两位有效数字).
(3)X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中,Y轴表示____________(填“温度”或“压强”),判断的理由是____________。
(4)若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
容器编号 | 实验条件 | 平衡时反应中的能量变化 |
Ⅰ | 恒温恒容 | 放热Q1kJ |
Ⅱ | 恒温恒压 | 放热Q2kJ |
Ⅲ | 恒容绝热 | 放热Q3kJ |
下列判断正确的是____________
A.放出热量:Ql<Q2<△Hl
B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ
D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmL amoI.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”).
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-.写出负极的电极反应式____________。
9、某储氢合金(M)的储氢机理简述如下:合金吸附H2→氢气解离成氢原子→形成含氢固溶体MHx(相)→形成氢化物MHy(
相)。已知:
(
相)与MHy(
相)之间可建立平衡:
请回答下列问题:
(1)上述平衡中化学计量数k=________(用含x、y的代数式表示)。
(2)t℃时,向体积恒定的密闭容器中加入一定量的储氢合金(M),随充入H2量的改变,固相中氢原子与金属原子个数比(H/M)与容器中H2的平衡压强p的变化关系如图所示。
①在________温________压强下有利于该储氢合金(M)储存H2(填“低”或“高”)。
②若6g该储氢合金(M)在10 s内吸收的H2体积为24 mL,吸氢平均速率v=________mL/(g∙s)。
③关于该储氢过程的说法错误的是________。
a.OA段:其他条件不变时,适当升温能提升形成相的速率
b.AB段:由于H2的平衡压强p未改变,故AB段过程中无H2充入
c.BC段:提升H2压力能大幅提高相中氢原子物质的量
(3)实验表明,H2中常含有O2、CO2、、H2O等杂质,必须经过净化处理才能被合金储存,原因是___________。
(4)有资料显示,储氢合金表面氢化物的形成会阻碍储氢合金吸附新的氢气分子,若把储氢合金制成纳米颗粒,单位时间内储氢效率会大幅度提高,可能的原因是________________。
(5)某镁系储氢合金的晶体结构如图所示:
该储氢合金的化学式为________。若储氢后每个Mg原子都能结合2个氢原子,则该储氢合金的储氢容量为________mL/g(储氢容量用每克合金结合标准状况下的氢气体积来表示,结果保留到整数)。
10、实验室可用苯乙酮间接电氧化法合成苯甲酸,原理如图所示:
实验步骤如下:
步骤I:电合成:在电解池中加入KI、20mL蒸馏水和20mL的1,4-二氧六环,搅拌至完全溶解,再加入20mL苯乙酮,连接电化学装置,恒定电压下电解7h;
步骤II:清洗分离:反应停止后,将反应液转移至烧瓶,蒸馏除去反应溶剂;用蒸馏水和二氯甲烷洗涤烧瓶,将洗涤液转移至分液漏斗;用二氯甲烷萃取除去质,分离出水相和有机相;
步骤III:制得产品:用浓盐酸酸化水相至pH为1~2,接着加入饱和NaHSO3溶液,振荡、抽滤、干燥,称量得到产品7.8g;
有关物质的数据如下表所示:
物质 | 分子式 | 溶解性 | 沸点(℃) | 密度(g/cm3) | 相对分子质量 |
苯乙酮 | C8H8O | 难溶于水 | 202.3 | 1.03 | 120 |
苯甲酸 | C7H6O2 | 微溶于水 | 249 | 1.27 | 122 |
二氯甲烷 | CH2Cl2 | 不溶于水 | 40 | 1.33 | 85 |
回答下列问题:
(1)步骤I中,阴极的电极反应式为________________________ ,苯乙酮被氧化的离子方程式为_____________________
(2)步骤II蒸馏过程中,需要使用到的玻璃仪器有____________,(填标号)除此之外还需要____________________
(3)步骤II分液过程中,应充分振荡,静置分层后________(填标号)
A.直接将有机相从分液漏斗的上口倒出
B.直接将有机相从分液漏斗的下口放出
C.先将有机相从分液漏斗的下口放出,再将水相从下口放出
D.先将有机相从分液漏斗的下口放出,再将水相从上口倒出
(4)步骤III中,加入浓盐酸的目的是____________________
(5)步骤III中,加入饱和NaHSO3溶液,水相中的颜色明显变浅,说明过量的I2被还原为I-,其离子方程式为_______________________
(6)本实验的产率是______________(保留小数点后一位有效数字)
(7)得到的粗苯甲酸可用____________法进行提纯。
11、钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片,分别进行了以下实验操作:
①把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。
②取m g该粉末,放入28.00 mL 1 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,生成标准状况下的气体134.4 mL,向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。
③再取三份不同质量的粉末,分加加到相同体积(V)、物质的量浓度均为l0.00 mol/L的三份硝酸溶液中,充分反应后,固体全部溶解,有关的实验数据如下表所示(假设NO是硝酸的唯一还原产物):
实验序号
| Ⅰ
| Ⅱ
| Ⅲ
|
加入粉末质量/g
| 13.68
| 27.36
| 34.20
|
生成气体的体积(标准状况)/L
| 2.912
| 5.824
| 6.720
|
完成下列各题:
(1)实验②所得溶液中的溶质是_______(写化学式),样品中n(Fe)∶n(Fe3O4)=________,m=____________。
(2)计算实验③中每份硝酸溶液的体积(V)(mL)_________。
(3)若向实验Ⅱ所得溶液中继续加入铜粉,要使溶液中Cu2十、Fe2+、Fe3+同时存在,求加入铜粉的物质的量的范围___________。
12、锌烟灰是铅、锌及钢铁冶金过程中的一种中间产物,主要成分是ZnO、PbO、FexO,还含有少量的Mn、Cu、F等元素。现以锌烟灰为原料制备碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)“浸出”时,氧化锌发生反应的离子方程式为_______。
(2)浸出渣的主要成分是_______。
(3)“除氟”时,使用过量硫酸钙的目的是_______。
(4)“氧化”时,过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]将Fe2+转化为Fe3+,将Mn2+转化为MnO2沉淀,其中Mn2+发生反应的离子方程式为_______;再通过NH4HCO3调节溶液的pH=_______,可使铁元素全部转化为Fe(OH)3沉淀。(已知:①c(Fe3+)≤10-5 mol·L-1时,铁元素沉淀完全;②Ksp[Fe(OH)3]=10-38)
(5)“沉淀”时,温度控制在46℃左右,不宜过高的原因可能是_______(合理即可);碳酸氢铵过量系数(即用量为理论量的倍数)对沉锌的影响较大,不足或过量都可降低沉淀率。已知碳酸氢铵的过量系数与沉锌率的关系如图所示,则此实验应采用的碳酸氢铵过量系数为_______;“沉淀”时,产物之一为无色无味的气体,则沉淀时发生反应的化学方程式为_______。
13、有机氯化产品生产过程中的副产品可以在催化剂条件下转化为重要的化工原料
,反应原理为
。
(1)科学家研究了压力为、原料质量空速为
和一定的进料比时,不同催化剂对
制
的影响,实验数据如下图所示。由数据可知:最佳的催化剂是_______;图中点a_______(填“是”或“否”)
的平衡转化率。
作催化剂,温度高于
后继续升温,
的转化率略有下降,其原因是_______。
(2)研究发现,在t℃(>100℃)和下,当
进料比为2:1时,
的平衡转化率为
。
①其他条件不变的情况下,增大压强,将_______(填“增大”“不变”或“减小”);为了提高
的平衡转化率,除增大压强外,还可以采取的措施有_______(写一条)。
②计算该条件下的平衡分压
和平衡常数
(写出计算过程)________。
(3)下图是在一定温度和压强下,以活性为催化剂,
和
在反应器中发生反应,不同质量空速
[每小时内通过每千克催化剂的
的质量(
)]对
转化率的影响。
①b点每小时每千克催化剂可以催化生产_______
(结果保留一位小数)。
②从实验数据可知,最佳的质量空速为。当质量空速高于
时,
转化率迅速下降的原因是_______。