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、某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
| C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________。
(2)装置B中的试剂是____________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物____________(填化学式)的量增加;装置D可采用____________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(3)装置中球形冷凝管的作用为____________,写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式____________。
(4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行____________。
(5)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol•L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为____________(计算结果保留三位有效数字)。
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-═CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2═H++2I-+CO2↑
I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
(6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的是____________
a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小
b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱
c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大
3、门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。
(1)门捷列夫预言的“类硅”,多年后被德国化学家文克勒发现,命名为锗(Ge)。
①已知主族元素锗的最高化合价为+4价,其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si___ Ge(用“>”或“<”表示)。
②若锗位于Si的下一周期,写出“锗”在周期表中的位置_____。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近,预测锗单质的一种用途是_______.
③硅和锗单质分别与反应时,反应较难进行的是_______(填“硅”或“锗”)。
(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后,被布瓦博德朗在一种矿石中发现,命名为镓(Ga)。
①由镓的性质推知,镓与铝同主族,且位于铝的下一周期。试写出镓原子的结构示意图____。冶炼金属镓通常采用的方法是_____.
②已知Ga(OH)3难溶于水,为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物,设计实验时,需要选用的试剂有GaCl3溶液、________和________.
(3)某同学阅读课外资料,看到了下列有关锗、锡、铅三种元素的性质描述:
①锗、锡在空气中不反应,铅在空气中表面形成一层氧化铅;
②锗与盐酸不反应,锡与盐酸反应,铅与盐酸反应但生成PbCl2微溶而使反应终止:
该同学查找三种元素在周期表的位置如图所示:
根据以上信息推测,下列描述正确的是______(填标号)。
a.锗、锡、铅的+4价的氢氧化物的碱性强弱顺序是:Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4
b.锗、锡、铅的金属性依次减弱;
c. 锗、锡、铅的原子半径依次增大。
4、(1) N2H6Cl2属于离子化合物,且每个原子都满足稳定结构。N2H6Cl2的电子式为____。
(2)一定条件下,测定HF的相对分子质量时,实验数据明显大于理论值,原因是_____。
5、Ti、Fe、Cr、Mn等均为过渡元素,在生产生活中起着不可替代的重要作用,对其单质和化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一。请回答下列问题:
(1)Cr元素的基态原子电子排布式为_____________________,比较Fe和 Mn的各级电离能后发现,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子______(填“难”或“易”)。
(2)Cu元素处于周期表____________区,向盛有硫酸铜的试管里加入氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,此时的离子方程式为______________,若加入乙醇将析出____________色的晶体,其配离子的离子构型为_____________
(3)某钙钛型复合氧化物(如图1),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe时,这种化合物具有CMR效应(巨磁电阻效应)。用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式:_____________。
(4)有一种蓝色晶体可表示为:[KxFey(CN)z],研究表明它的结构特性是Fe2+、Fe3+分别占据立方体的顶点,自身互不相邻,而CN-位于立方体的棱上,K+位于上述晶胞体心,且K+空缺率为50%(体心中没有K+的占总体心的百分比),其晶体中的阴离子晶胞结构如上图的图2所示,该晶体的化学式可表示为____________。
6、I.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时, 涉及如下反应: 2NO(g) +Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH< 0
写出该反应的平衡常数表达式 。
为研究不同条件对反应的影响,:在恒温条件下, 向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2, 10 min时反应达到平衡。测得10 min内v(ClNO) =7.5×10-3 mol·L-1·min-1, 则平衡后n(Cl2) = mol, NO的转化率α1= 。其他条件保持不变, 反应在恒压条件下进行, 平衡时NO的转化率α2 α1(填“>” “<” 或“=”), 平衡常数K (填“增大” “减小” 或“不变”) 。若要使K减小, 可采取的措施是 。
II. 实验室可用NaOH溶液吸收NO2, 反应为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A, 溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液, 则两溶液中c(NO3-) 、c(NO2-) 和c(CH3COO-) 由大到小的顺序为 。
(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1, CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a. 向溶液A中加适量水 b. 向溶液A中加适量NaOH
c. 向溶液B中加适量水 d. 向溶液B中加适量NaOH
III.(1)已知丙醛的燃烧热为,丙酮的燃烧热为
,试写出丙醛燃烧热的热化学方程式 。
(2)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH) 2,装置如右下图所示,其中P端通入CO2。
①石墨I电极上的电极反应式为 。
②通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则下列说法中正确的是 (填序号)。
A. X、Y两端都必须用铁作电极 B. 可以用NaOH溶液作为电解液
C. 阴极发生的反应是:2H2O+ 2e-= H2↑+ 2OH- D. 白色沉淀只能在阳极上产生
7、医学上常将酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液的反应用于测定血钙的含量。回答下列问题:__H++__MnO4-+__H2C2O4→__CO2↑+__Mn2++__________
(1)配平以上离子方程式,并在中填上所需的微粒或数字。
(2)该反应中的还原剂是___。
(3)反应转移了0.4mol电子,则消耗KMnO4的物质的量为___mol。
(4)测定血钙的含量的方法是:取2mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量(NH4)2C2O4溶液,反应生成CaC2O4沉淀,将沉淀用稀硫酸溶解得到H2C2O4后,再用KMnO4溶液滴定。
①稀硫酸溶解CaC2O4沉淀的化学方程式是__。
②溶解沉淀时__(能或不能)用稀盐酸,原因是___。
③若消耗了1.0×10-4mol/L的KMnO4溶液20.00mL,则100mL该血液中含钙__g。
8、
(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:
①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是: 。
②反应II的离子方程式为 。
③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂.它能消毒杀菌是因为 它能净水的原因是 。
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38,反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,则需要调整 时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。
(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。①加入饱和KOH溶液的目的是: 。
②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 (填“大”或“小”)。
湿法
| 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
|
干法
| Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
|
(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,高铁电池具有工作电压稳定, 放电时间长等优点,有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料,以硫酸酸钾为电解质,用惰性电极设计成高温下使用的电池,写出该电池正极电极反应式: 。
9、请按要求完成下列问题。
(1)向酸性高锰酸钾溶液中通入二氧化硫气体,高锰酸钾被还原为硫酸锰(请书写离子方程式)__。
(2)向酸性硫酸亚铁溶液中滴加过量双氧水(请书写离子方程式)__。
(3)将四氧化三铁溶于过量的稀硝酸(请书写离子方程式)__。
(4)乙醇被硫酸酸化的重铬酸钾溶液氧化成乙酸,重铬酸钾被还原为硫酸铬(请完成化学方程式)__。
(5)S+NaOH=Na2Sx+Na2S2O3+H2O用含x的代数式配平方程式__。
10、高铁酸盐()具有极强的氧化性和优良的絮凝功能,在水处理方面有一定的发展前景。但是由于存在自催化现象(即分解产物
可催化高铁酸盐的分解),限制了它的大规模应用,研究使其稳定的方法尤为关键。
已知:
I.制备高铁酸盐
(1)制备的原理是:
________
Ⅱ.高铁酸盐稳定性的研究
(2)碱性环境下,久置的溶液中除了产生红褐色
外,同时还会产生绿色的
。此过程的反应为
、___________。
为研究使稳定的方法,分别做以下4个实验:
| 序号 | X | 现象 |
| a | 2滴0.01 mol/L KI | 紫色迅速褪去 |
b | 2滴蒸馏水 | 分别用紫外可见分光光度计测三支试管内溶液的吸光度,结果如下图所示。 | |
c | 2滴0.01 mol/L NaF 溶液 | ||
d | 2滴0.01 mol/L |
资料:吸光度大小与溶液中成正比。
(3)甲同学预测d试管内的实验现象应与a试管相似,预测依据是___________。
(4)但吸光度结果图显示甲同学预测并不正确。结合化学用语,从化学反应速率角度解释d试管内的现象与a试管不同的原因是:___________。
(5)“—■—”曲线为___________ (填入“试管c”或“试管d”)的实验结果,理由是___________。
(6)综合以上讨论,任意写出一种能稳定的方法___________ 。
11、用两块相同的纯铜片作为电极,电解硫酸铜溶液,电解时,若电流强度为0.5A,电解时间为10min,每个电子的电量为1.60×10-19C,NA=6.02×1023mol-1。
(1)电路中通过的电量Q=___C。
(2)两块铜片质量相差了___g。
12、I.研究催化剂使CO2在一定条件下合成有机燃料,是力争2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和的方向之一、
(1)已知:①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔΗ1=+41.2kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=CH2=CH2(g)+H2O(g) ΔΗ2=-166kJ/mol
则CO2在一种含铁催化剂的条件下与氢气催化合成乙烯的热化学方程式为_______。
(2)含铁催化剂可用作CO2与氢气反应的催化剂。已知某种催化剂可用来催化反应CO2(g)+H2(g)⃗CH2=CH2(g)+H2O(g)(未配平)。在T℃、106Pa时,将1molCO2和3molH2加入容积不变的密闭容器中,实验测得CO2的体积分数φ(CO2)如表所示:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
φ(CO2) | 0.25 | 0.23 | 0.214 | 0.202 | 0.200 | 0.200 |
①能判断反应CO2(g)+H2(g)⃗CH2=CH2(g)+H2O(g)(未配平)达到平衡的是_______(填字母)。
a.容器内压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(CO2)=3v逆(H2)
d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO2的转化率为_______%(保留至小数点后1位)。
③一定压强下,将1molCO2和3molH2加入1L容积不变的密闭容器中,已知温度对CO2的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图甲所示,结合图像分析该反应实际反应温度定于250℃的原因是_______;250℃时,该反应达到平衡时的平衡常数K=_______(用最简分式表示)。
II.甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)。
(3)将CO和H2加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。
T1、T2、T3由大到小的关系是_______,判断理由是_______。
(4)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池,其工作原理如图。
①石墨2为_______(填“正”或“负”)极。
②石墨1极发生的电极反应式为_______。
13、研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应I:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1
在反应过程中还发生反应II:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ·mol‑1
(1)已知部分化学键的健能数据如表所示:
化学键 | C-H | H-H | C=O | C≡O |
键能(kJ·mol-1) | 413 | 436 | 803 | 1076 |
则ΔH1=__kJ·mol-1,反应I在一定条件下能够自发进行的原因是___。
(2)在密闭容器中加入CO2与CH4发生反应,下列能够判断反应I达到平衡状态的是___(填标号)。
A.一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量保持不变
D.一定温度和容积固定的容器中,H2和H2O物质的量之和保持不变
(3)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是___。
②计算923K时反应II的化学平衡常数K=___(计算结果保留小数点后两位)。
③1200K以上CO2和CH4的中衡转化率趋于相等的原因可能是__。
(4)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是___。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是___(写出一条即可)。