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、钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸、碱腐蚀等优良性能,被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下:
(1)钛铁矿的主要成分为FeTiO3。控制电炉熔炼温度(<1500K),用等物质的量的碳还原出铁,而钛以二氧化钛的形式进入炉渣浮于熔融铁之上,使钛与铁分离,钛被富集。写出相关反应:
(2)已知氯化反应过程中会产生一种无色可燃性气体,请写出在1073—1273K下氯化反应的化学方程式:
(3)氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去。实际生产中常在409 K下用Cu还原VOCl3,反应物的物质的量之比为1:1,生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物,写出此反应方程式:
(4)TiCl4的还原通常在800oC的条件下进行,反应过程中通入氩气的目的是 ,试写出从还原产物中分离出海绵钛的步骤
(5)电解法冶炼钛的一种生产工艺是将TiO2与粉末与黏结剂混合后,压制成电解阴极板,用石墨作阳极,熔融氧化钙作电解质,电解过程中阳极生成O2和CO2气体,破碎洗涤阴极板即得到电解钛。试写出阴极反应方程式 。
3、碳氢化合物是重要的能源物质。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。己知:有关化学反应的能量变化如下图所示。
则相同条件下,反应C3H8(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=___ kJ·mol-1 。
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池正极反应式为________________。
(3)常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3) = 1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的平衡常数K1=__________。(结果保留2位有效数字)(己知10-5.60=2.5×10-6)
(4)用氨气制取尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H<0
某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2,该反应进行到40s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。
①理论上生产尿素的条件是______。(填选项编号)
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
②下列描述能说明反应达到平衡状态的是_____________。
A.反应混合物中CO2和H2O的物质的量之比为1:2
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗2a molNH3,同时生成a molH2O
D.保持温度和容积不变,混合气体的压强不随时间的变化而变化
③该温度下此反应平衡常数K的值为____________。
④图中的曲线I表示该反应在前25s内的反应进程中的NH3浓度变化.。在0~25s内该反应的平均反应速率v(CO2)=___________。
保持其它条件不变,只改变一种条件,图像变成II,则改变的条件可能是_______________。
4、氯原子核外电子能量最高的电子亚层是________;H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为______________________________。
5、(1)比较沸点高低:HF______HCl(填“>、<或=”)。试解释原因__________。
(2)书写碱性的甲烷燃料电池的负极的电极反应式___________。
(3)用一个离子方程式说明AlO2-比结合H+能力强___________。
6、I.把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径1:C(s) +O2 (g)=CO2(g) ΔH1<0 ①
途径2:先制成水煤气:C(s) +H2O(g) = CO(g)+H2(g) ΔH2>0 ②
再燃烧水煤气:2 CO(g)+O2 (g)=2CO2(g) ΔH3<0 ③
2H2(g)+O2 (g) =2H2O(g) ΔH4<0 ④
请回答下列问题:
(1) 途径I放出的热量________( 填“大于”“等于”或“小于”) 途径II放出的热量。
(2) ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_____________________。
II.某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以和NH3·H2O形式存在,处理过程中
在微生物的作用下经过两步反应被氧化成
,这两步反应过程中的能量变化如图所示:
(3)1mol(aq)全部被氧化成
(aq)的热化学方程式是____________________
III.氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体,已知:
①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH= -a kJ•mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO (g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -b kJ•mol-1(b>0)
(4)若用标准状况下 3.36L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为______mol,放出的热量为______kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(5)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1= -574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=?
若1mol CH4还原NO2至N2整个过程中放出的热量为867kJ,则ΔH2=______.
7、钼酸钠晶体( Na2MoO4·2H2O)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示:
(1) NaClO的电子式是
(2) 写出焙烧时生成MoO3的化学方程式为
(3)途径I碱浸时发生反应的化学反应方程式为
(4)途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为
(5)分析纯的钼酸钠常用钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取,若将该反应产生的气体与途径I所产生的尾气一起通入水中,得到正盐的化学式是
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图:
①要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为 。
②当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是 。
③试分析随着盐酸和硫酸浓度的增大,碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要原因是 。
(7)锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为:xLi + nMoS2Lix(MoS2)n。则电池放电时的正极反应式是: 。
8、细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应,并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如图所示。
(1)如图所示氮循环中,属于氮的固定的有_____(填字母序号)。
a.N2转化为氨态氮
b.硝化过程
c.反硝化过程
(2)氮肥是水体中的主要来源之一,检验氮肥中
的实验方案是_____。
(3)硝化过程中,含氮物质发生_____(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中,当产生0.02mol氮气时,转移的电子的物质的量为_____mol。
(5)土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去),用离子方程式说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮的原理_____。
9、2015年8月12日,天津滨海新区爆炸事故确认有氰化钠(NaCN)、亚硝酸钠等,氰化钠毒性很强,遇水、酸会产生有毒易燃氰化氢气体。氰化氢的沸点只有26摄氏度,因此相当容易挥发进入空气,这就大大增加了中毒的风险。同时氰化钠遇到亚硝酸钠会发生爆炸。回答下列问题
(1)写出氰化钠遇水产生氰化氢的离子方程式
(2)爆炸现场约700吨的氰化钠大约需要900吨的双氧水来处理。氰化钠与双氧水相遇后,会释放出氨气同时析出白色晶体碳酸氢钠,使得氰化钠的毒性大大降低,写出氰化钠与双氧水反应的化学方程式 。
(3)氰化钠遇到亚硝酸钠能生成氧化钠和两种无污染的气体发生爆炸,写出化学反应方程式 。
(4)爆炸残留在废水中的CN- 可以用Cr2O72-处理,拟定下列流程进行废水处理,
① 上述处理废水流程中主要使用的方法是 ;
A.混凝法 B.中和法 C.沉淀法 D.氧化还原法
② 步骤②反应无气体放出,该反应的离子方程式为_______________________;
③ 步骤③中,每处理0.4 mol Cr2O72 - 时转移电子2.4 mol,该反应的离子方程式为 ___________;
④处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O将Cr2O72-还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[FexⅢCr(2-x)Ⅲ]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1 mol Cr2O72-,需加入amol FeSO4·7H2O,下列结论正确的是 。
A.x=0.5,a=6 B.x=0.5,a=10 C.x=1.5,a=6 D.x=1.5,a=10
10、甲苯()是一种重要的化工原料,能用于生产苯甲醛(
)、苯甲酸(
)等产品。下表列出了有关物质的部分物理性质,请回答:
注:甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。
实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂,再加入2mL甲苯和一定量其它试剂,搅拌升温至70℃,同时缓慢加入12mL过氧化氢,在此温度下搅拌反应3小时。
(1)装置a的名称是_____,主要作用是________。三颈瓶中发生反应的化学方程式为_______。
(2)经测定,反应温度升高时,甲苯的转化率逐渐增大,但温度过高时,苯甲醛的产量却有所减少,可能的原因是_________。
(3)反应完毕,反应混合液经过自然冷却至室温后,还应经过__________、________(填操作名称)等操作,才能得到苯甲醛粗产品。
(4)实验中加入过量的过氧化氢并延长反应时间时,会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。
①若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸,正确的实验步骤是______(按步骤顺序填字母)。
a.对混合液进行分液 b.过滤、洗涤、干燥
c.水层中加入盐酸调节pH=2 d.与适量碳酸氢钠溶液混合振荡
②若对实验①中获得的苯甲酸(相对分子质量为122)产品进行纯度测定,可称取2.500g产品,溶于200mL乙醇配成溶液,量取所得的乙醇溶液20.00mL于锥形瓶,滴加2~3滴酚酞指示剂,然后用预先配好的0.1000 mol/L KOH标准液滴定,到达滴定终点时消耗KOH溶液18.00mL。产品中苯甲酸的质量分数为_______(保留一位小数)。下列情况会使测定结果偏低的是____(填字母)。
a.滴定终了俯视读取数据 b.KOH标准液长时间接触空气
c.配制KOH标准液时仰视定容 d.将指示剂换为甲基橙溶液
11、下图是将一定质量的草酸亚铁在氩气气氛中进行热重分析示意图(
表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。
(1)B处时残留物的化学式为_____。
(2)现取放在某真空的密闭容器中,再充入
,加热至
,其中反应:
的平衡常数
,则反应达平衡时
的转化率为__。
12、以固体废锌催化剂(主要成分为及少量
、
、
、
)为原料制备锌的工艺流程如下:
已知:①“浸取”时。、
转化为
、
进入溶液;②25℃时,
,
;③深度除杂标准:溶液中
。
(1)“滤渣1”的主要成分为、
和_______。
(2)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的转化为
,离子方程式为_______。
(3)“深度除铜”时,锌的最终回收率、[除铜效果以反应后溶液中铜锌比表示]与“
加入量”[以
表示]的关系曲线如图所示。
①当加入量
时,锌的最终回收率下降的原因是_______(用离子方程式表示),该反应的平衡常数为_______。{已知
的
}
②“深度除铜”时加入量最好应选_______(填字母)。
A. B.
C.
D.
(4)存在多种晶体结构,其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常见的晶体结构,如图为这两种晶体的局部结构。
①图a纤锌矿型晶体中
的配位数为_______。
②闪锌矿型中填入
所形成的“正四面体”空隙中,闪锌矿晶胞中含有_______个“正四面体”空隙。
③图b闪锌矿型晶胞密度为,则
与
的距离为_______nm。(设
为阿伏加德罗常数的值)
13、一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(l)∆H
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H1=-566kJ/mol;S(l)+O2(g)=2SO2(g)∆H2=-296kJ/mol,则反应热∆H=___kJ/mol。
(2)其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图a所示。260℃时__(填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”)作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑价格因素,选择Fe2O3的主要优点是___。
(3)科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时,研究了不同投料比[n(CO):n(SO2)]对SO2转化率的影响,结果如图b所示。请分析当n(CO):n(SO2)=1:1时,SO2转化率接近50%的原因___。
(4)工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0mol/LNa2SO3溶液吸收纯净的SO2,当溶液中c(SO)降至0.2mol/L时,吸收能力显著下降,应更换吸收剂。此时溶液中c(HSO
)约为___mol/L,溶液的pH=__。(已知该温度下亚硫酸的平衡常数Ka1=1.75×10-2,Ka2=1.25×10-7)
(5)利用硫酸钠溶液吸收SO2,再用惰性电极电解处理SO2。将阴极区溶液导出,经过滤分离出硫磺后,可循环吸收利用,装置如图所示。
阴极的电极反应式为___。