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、硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3 、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为________________。
(2)Na2B4O7易溶于水,也较易发生水解:B4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-,(硼酸在常温下溶解度较小)。写出加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式:_________________________________。
(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式_________________。
(4)加入MgO的目的是_____________________。
(5)己知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度(℃) 溶解度(g) | 40 | 50 | 60 | 70 |
MgSO4 | 30.9 | 33.4 | 35.6 | 36.9 |
CaSO4 | 0.210 | 0.207 | 0.201 | 0.193 |
操作“A”是将MgSO4:和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明“操作A”步骤为____________________。
(6)Na2B4O7·10H2O失去全部结晶水后的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂——NaBH4”(该过程B的化合价不变)。
①写出NaBH4的电子式_____________。
②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力,其定义是:每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为_____(计算结果保留两位小数)。
③在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式_______________。
3、(14分)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放。
1.在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2 molCO2和3mol H2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),△H=-akJ·mol-1(a>0), 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是________。
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4molH2O
D.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变
②下列措施中能使增大的是________(选填编号)。
A.升高温度
B.恒温恒容下充入He(g)
C.将H2O(g)从体系中分离
D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2
③计算该温度下此反应的平衡常数K=_________。若改变条件 (填选项),可使K=1。
A.增大压强 B.增大反应物浓度 C.降低温度 D.升高温度 E.加入催化剂
(2)某甲醇燃料电池原理如图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为______________________ _________。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),则该电解反应的总反应的离子方程式为: 。假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为______________(忽略溶液体积变化)。
(3)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-b kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-c kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l) △H=-d kJ·mol-1,
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:________________________ _________。
4、硅是最理想的太阳能电池材料,高性能晶硅电池是建立在高质量晶硅材料基础上的。工业上可以用如图所示的流程制取高纯硅。
(1)硅在周期表中的位置是_______________,反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比为:__________________
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3 (沸点31.8℃)中含有少量SiCl4 (沸点57.6℃)和SiH2Cl2 (沸点8.2℃)、SiH3Cl(沸点-30.4℃)提纯SiHCl3采用的方法为__________,整个过程中可以循环利用的物质X是:_____________(填化学式)
(3)提纯粗硅的过程中必须严格控制无水无氧,原因之一是硅的卤化物极易水解,写出SiCl4遇水剧烈反应的化学方程式___________________________________
(4)硅在有HNO3存在的条件下,可以与HF生成H2SiF6,同时有不溶于水的气体生成,该气体遇空气变为红棕色,硅单质发生的化学方程式为_____________________________________________________
(5)某工厂用100吨纯度为75%的石英砂为原料经第一步反应制得的粗硅中含硅28吨,则该过程中硅的产率是:__________(精确到小数点后两位)
5、2015年,中国药学家屠哟坳获得诺贝尔生理学和医学奖,其突出贡献是创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素。青蒿素是从黄花篙中提取得到的一种无色针状晶体,双氢青蒿素是青蒿素的重要衍生物,抗疟疾疗效优于青蒿素。请回答下列问题:
(1)组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是_________,画出基态O原子的价电子排布图_________。(2)一个青蒿素分子中含有_________个手性碳原子;
(3)双氢青蒿素的合成一般是用硼氢化钠(NaBH4)还原青蒿素。硼氢化物的合成方法有:
2LiH+B2H6=2LiBH4 4NaH+BF3=NaBH4+3NaF
①写出BH4-的等电子体_________ (分子、离子各写一种);
②1976年,美国科学家利普斯康姆(W.N.Lipscomb)因提出多中心键的理论解释B2H6的结构而获得了诺贝尔化学奖。B2H6分子结构如图,2个B原子和一个H原子共用2个电子形成3中心二电子键,中间的2个氢原子被称为“桥氢原子”,它们连接了2个B原子。则B2H6分子中有_________种共价键,B原子的杂化方式为_________。
③NaBH4的阴离子中一个B原子能形成4个共价键,而冰晶石(Na3AlF6)的阴离子中一个Al原子可以形成6个共价键,原因是_________。
④NaH的晶胞如图,则NaH晶体中阳离子的配位数是_________;设晶胞中阴、阳离子为刚性球体且恰好相切,求阴、阳离子的半径比=_________。
6、由三种常见元素组成的化合物A,按如图流程进行实验。气体B、C、D均无色、无臭,B、D是纯净物;浓硫酸增重3.60g,碱石灰增重17.60g;溶液F焰色反应呈黄色。
请回答:
(1)组成A的非金属元素是___,气体B的结构简式___。
(2)固体A与足量水反应的化学方程式是___。
(3)一定条件下,气体D可能和FeO发生氧化还原反应,试写出一个可能的化学方程___。
7、[化学—选修22:化学生活与技术]氯碱工业过程中产生了大量的盐泥。某氯碱工厂的盐泥组成如下:
成分 | NaCl | Mg(OH)2 | CaCO3 | BaSO4 | SiO2等不溶于酸的物质 |
质量分数(%) | 15~20 | 15~20 | 5~10 | 30~40 | 10~15 |
该工厂进一步利用盐泥生产了七水硫酸镁,设计了工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)反应器中加入酸溶解,反应液控制pH为5左右,反应温度在50℃左右,写出有关化学反应方程式 。
(2)在滤饼中检测到硫酸钙的成分,其原因是 。
(3)已知一些盐的溶解度如下图。在滤液I中通入高温水蒸气进行蒸发结晶,为了析出晶体I,应控制温度在__________℃。
(4)步骤II操作是_______________,
(5)步骤III在工业上常用的设备是______________(填字母)。
A.加压干燥器 B.蒸馏塔 C.离心机 D.真空干燥器
(6)准确称取制备产品ag,将其加入到盛有V1mL c1mol/L的NaOH溶液的锥形瓶中,溶解后,加入酚酞溶液2滴,溶液变红色,再用c2mol/L的盐酸进行滴定,消耗盐酸V2mL,则样品MgSO4·7H2O的质量分数是 。
8、香料G的一种合成工艺如下图所示:
核磁共振氢谱显示A有两种峰,且峰面积之比为1∶1。
已知:CH3CH2CH===CH2CH3CHBrCH===CH2
CH3CHO+CH3CHOCH3CHOHCH2CHOCH3CHOHCH2CHO
CH3CH===CHCHO+H2O
请回答下列问题:
(1)A的结简式为__________,G中官能团的名称为___________。
(2)检验M已完全转化为N的实验操作是____________________。
(3)有学生建议,将M→N的转化用KMnO4(H+)代替O2,老师认为不合理,原因是_______________。
(4)写出下列转化的化学方程式,并标出反应类型:
K→L:________________,反应类型:________。
(5)F是M的同系物,比M多一个碳原子。满足下列条件的F的同分异构体有________种。(不考虑立体异构)
①能发生银镜反应 ②能与溴的四氯化碳溶液加成 ③苯环上有2个对位取代基
(6)以丙烯和NBS试剂为原料制备甘油(丙三醇),请设计合成路线(其他无机原料任选)。________
请用以下方式表示:AB…
目标产物
9、纯碱是一种非常重要的化学基本工业产品,工业上有很多不同的方法生产纯碱。
Ⅰ、路布兰法——其生产原理:用硫酸将食盐转化为硫酸钠,将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热,得到产品和硫化钙。
(1)请写出上述过程的化学方程式:____________。
Ⅱ.索尔维制碱法:以食盐、氨气(来自炼焦副产品)和二氧化碳(来自石灰石)为原料,首先得到小苏打,再加热分解小苏打,获得纯碱。
(2)结合下图中所给物质的溶解度曲线。写出得到小苏打的离子方程式:____________。
(3)这种生产方法的优点是原料便宜、产品纯度高、氨和部分二氧化碳可以循环使用。请写出实现氨循环的化学方程式:____________。
Ⅲ.侯德榜制碱法——生产流程可简要表示如下:
(4)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体,其中Y是____________(填化学式),这两种气体在使用过程中是否需要考虑通入的先后顺序____________(填”是”或“否”),原因是____________。
(5)侯德榜制碱法保留了索尔维法的优点,克服了它的缺点,特别是设计了____________(填流程中的编号)使原料中溶质的利用率从70%提高到了96%以上。从母液中可以获得的副产品的应用:____________(举一例)。
(6)该合成氨厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的____________%(保留两位有效数字)。
10、黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.150g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,初读数为0.00mL,末读数如图1所示。完成下列填空:
(1)称量样品所用的仪器为___,将样品研细后再反应,其目的是__________。
(2)装置a的作用是___________。上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是___。
(3)滴定时,标准碘溶液所耗体积为___mL。判断滴定已达终点的现象是_____________。
(4)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为_________。
(5)若用图2装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的的是________。
11、某兴趣小组对化合物X开展探究实验。
其中:X是易溶于水的正盐,由3种元素组成;A和B均为纯净物;生成的A全部逸出,且可使品红溶液褪色:溶液C中的溶质只含一种阴离子,并测得其pH为1;用酸性标准溶液滴定用6.68gX配成的溶液,发生反应:
,消耗
。(注:忽略加入固体X后溶液的体积变化)。请回答:
(1)组成X的3种元素是_______(填元素符号),X的化学式是_______。
(2)若吸收气体A的KOH不足,,该反应的化学方程式是_______。
(3)固体X与稀盐酸发生反应的离子方程式是_______。
(4)某研究小组讨论溶液D中的主要阴离子M与的反应原理,提出了两种可能:一是发生氧化还原反应;二是发生双水解反应,生成氢氧化铁胶体和气体A。在探究过程中某小组同学选择如下的实验用品:溶液D,
稀溶液,稀盐酸;试管、胶头滴管。从选择的药品分析,分析设计这个实验的目的是_______。
12、以氧化铝为原料,通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN);通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2可通过二氧化碳甲烷化再利用。
请回答:
(1)已知:2Al2O3(s)===4Al(g)+3O2(g) ΔH1=3 351 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-221 kJ·mol-1
2Al(g)+N2(g)===2AlN(s) ΔH3=-318 kJ·mol-1
碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是________________________,
该反应自发进行的条件________。
(2)在常压、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混合气体(体积比1∶4,总物质的量a mol)进行反应,测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。
反应Ⅰ CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH4
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH5
图1 图2
①下列说法不正确的是________。
A.ΔH4小于零
B.温度可影响产物的选择性
C.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少
D.其他条件不变,将CO2和H2的初始体积比改变为1∶3,可提高CO2平衡转化率
②350 ℃时,反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为V L,该温度下反应Ⅰ的平衡常数为________(用a、V表示)。
③350 ℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400 ℃下0~t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。__________________________
图3
(3)据文献报道,CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷,生成甲烷的电极反应式是______。
13、工业上可用红土镍矿(主要成分为NiO、FeO、Fe2O3)制备镍并回收副产物黄铵铁矾[(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12]的工艺流程如下。
(1)“初步沉铁”中,向酸浸后的溶液中通入NH3调节溶液的pH至1.5左右,溶液温度保持80℃左右,鼓入空气,一段时间后沉淀出黄铵铁矾。鼓入的“空气”的作用是_______。
(2)“深度沉铁”中,通入NH3调节溶液pH,溶液温度保持65℃左右,加入H2O2溶液,反应1h后黄铵铁矾沉淀趋于完全。
①溶液中Fe3+转化为黄铵铁矾的离子方程式为_______。
②溶液中c(H2O2)随时间t的变化关系如图所示,反应开始10~20 min内c(H2O2)迅速减小,其原因是_______。
(3)“深度沉铁”时溶液保持的温度比“初步沉铁”时溶液保持的温度低,其原因是_______。
(4)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示(金属离子的起始浓度0.1mol·L-1)。
金属离子的氢氧化物 | Ni(OH)2 | Fe(OH)3 | 黄铵铁矾 |
开始沉淀pH | 7.1 | 2.7 | 1.3 |
沉淀完全pH | 9.2 | 3.7 | 2.3 |
“深度沉铁”中通入NH3调节溶液pH的范围是_______。