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、聚合氯化铝是一种新型净水剂,其中铝的总浓度(用c表示)包括三类:主要为A l3+的单体形态铝(用Ala表示)总浓度,主要为主要为[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的中等聚合形态铝总浓度(用Alb 表示)和Al(OH)3胶体形态铝(用A1c表示)总浓度。
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝,相关反应的热化学方程式如下:
①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)△H1=akJ·mol-1
②3AlCl(g)= 2Al(s)+AlCl3(g) △H2=bkJ·mol-1
则反应Al2O3(s)+33C(s)= 2Al(s)+ 3CO(g)△H=______kJ·mol-1(用含a、b的代数式表尔)。 反应①在常压、1900 ℃ 的高温下才能进行,说明△H______( 填“>”“=”或“<”)。
(1)用膜蒸馏(简称MD)浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩,实验过程中不同浓度聚合氯化铝溶液中铝形态分布(百分数)如下表:
①在一定温度下,c越大,Al(OH)3胶体的百分含量______(填“越大”“越小”或“不变”)。
②若将c=2.520mol/L的聚合氯化铝溶液加水稀释,则稀释过程中发生的主要反应的离子方程式为_____________。
(3)一定条件下,向1.0mol/L的AlCl3溶液中加入0.6 mol/L的NaOH溶液,可制得Alb含量约为86 % 的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的离子方程式:_______。
(4)已知Al3++4X=2,X表示显色剂,
表示有色物质,通过比色分析得到25 ℃时Al3+浓度随时间的变化关系如图所示(初始时X的浓度为0.194mol·L-1)。
①1min时, 的浓度为___________。
②0~3min内该反应的速率vx=________。
③第9min时,反应达到平衡,K=__________(用代数式表示)。
3、化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g);△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g);△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是 .
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)═TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 (g)和足量TaS2(s),I2 (g)的平衡转化率为 .
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是 .
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种.
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g);△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验.以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.△H2 0(填>,=或<);说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因: .
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3.反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为 .
4、碳在地壳中的含量很低,但是含有碳元素的有机化合物却分布极广。有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界,也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。请回答下列问题:
(1)糖类、油脂、蛋白质是人体必需的基本营养物质。下列说法中错误的是
A.纤维素能刺激肠道蠕动,人应摄入一定量的蔬菜、水果和粗粮
B.淀粉在人体内最终水解成葡萄糖,葡萄糖经缓慢氧化为人体提供能量
C.摄入过多油脂影响健康,因此日常饮食中要合理控制油脂的摄入量
D.蛋白质是天然有机高分子,由C、H、O三种元素组成
(2)有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”。丝绸的主要成分是
A.蛋白质
B.油脂
C.多糖
D.氨基酸
(3)下列物质可用来鉴别乙醇和乙酸的是
A.溴水
B.紫色石蕊试液
C.铜片
D.食盐水
(4)一定条件下,某反应的微观示意图如图,下列说法中错误的是
A.甲分子的空间结构是正四面体
B.乙和丙的组成元素相同
C.16g甲完全燃烧至少需要64g乙
D.生成物丙和丁的物质的量之比是1:2
(5)“何以解忧?唯有杜康。”早在几千年前,我国劳动人民就掌握了发酵法酿酒的技术。现代工业可以利用乙烯与水的反应制取乙醇,其反应原理为:,该反应的反应类型为
A.加成反应
B.取代反应
C.聚合反应
D.氧化反应
(6)下列说法中错误的是
A.塑料、橡胶、合成纤维都属于有机高分子材料
B.乙烯是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实
C.和
反应,生成物一定是
和HCl
D.乙烯化学性质较活泼,可使酸性高锰酸钾溶液褪色
5、碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料,可用废镍催化剂(主要含Ni、Al,少量Cr、FeS等)来制备,其工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“浸泡除铝”时,发生反应的化学方程式为___________。
(2)“溶解”时放出的气体为________(填化学式)。硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4。如图表示在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线,由图分析可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是________________。
(3)“氧化”时,酸性条件下,溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+,其离子方程式为。
(4)已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
| 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Ni2+ | 6.2 | 8.6 |
Fe2+ | 7.6 | 9.1 |
Fe3+ | 2.3 | 3.3 |
Cr3+ | 4.5 | 5.6 |
“调pH1”时,溶液pH范围为________;过滤2所得滤渣的成分________(填化学式)。
(5)写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式________________。
(6)含镍金属氢化物MH-Ni燃料电池是一种绿色环保电池,广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金,MH代表金属氢化物,电解质溶液可以是KOH水溶液。它的充、放电反应为:xNi(OH)2+M MHx+xNiOOH;电池充电过程中阳极的电极反应式为________;放电时负极的电极反应式为________。
6、元素单质及其化合物有广泛用途,请回答下列问题:
(1)第三周期元素中,钠原子核外有_______种能量不同的电子;氯原子的最外层电子排布式为______________;由这两种元素组成的化合物的电子式为__________。
(2)下列气体能用浓硫酸干燥的是________。
A.NH3 B.HI C.SO2 D.CO2
(3)请用一个实验事实说明钠与镁的金属性强弱________________________________。
(4)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时可分解生成两种盐,化学方程式为:KClO3 KCl+KClO4 (未配平),则氧化产物与还原产物的物质的量之比为_________。
(5)已知:
化合物 | MgO | MgCl2 |
类型 | 离子化合物 | 离子化合物 |
熔点/℃ | 2800 | 714 |
工业上电解MgCl2制单质镁,而不电解MgO的原因是________________________________。
7、氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,硫碘循环制氢主要的热化学方程式为:
Ⅰ.SO2(g)+2H2O(l)+I2(g)=H2SO4 (l)+2HI(g) △H=35.9 kJ/mol
Ⅱ.2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=470kJ/mol
Ⅲ.2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H=14.9kJ/mol
(1)反应2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)的△H= mol·L-1。
(2)反应Ⅰ在液相中发生称为bensun反应,向水中加入1mol SO2和3mol I2,在不同温度下恰好完全反应生成的n(SO42-)和n(Ix-)的变化见图甲。
①Ix-中x= 。②温度达到120℃时,该反应不发生的原因是 。
(3)反应Ⅲ是在图乙中进行,其中的高分子膜只允许产物通过,高分子膜能使反应程度 ___ (填“增大”、“减小”或“不变”),在该装置中为了进一步增大达平衡时HI的分解率;不考虑温度的影响,还可以采取的措施为 。
(4)图丙是一种制备H2的方法,装置中的MEA为允许质子通过的电解质膜。
①写出阳极电极的反应式: 。
②电解产生的氢气可以用镁铝合金(Mg17Al12)来储存,合金吸氢后得到仅含一种金属的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)和一种金属单质,该反应的化学方程式为 。
8、金是一种贵重金属,抗腐蚀,是延展性最好的金属之一。负载型金纳米材料在催化动态催化理论、光学、电子学等方面有重要作用。
Ⅰ.金的结构
(1)金元素位于元素周期表第6周期ⅠB族,金的价电子排布式为_______。
(2)金晶体的晶胞为面心立方晶胞,Au在晶胞中的配位数是_______。
Ⅱ.金的提取
硫脲()液相提金原理:
(3)硫脲易溶于水,原因是_______。
Ⅲ.金的应用
一种最稳定的负载型纳米金团簇,具有最完美的对称性,其结构如图所示:
(4)该金团簇的化学式为_______(填字母)。
a.Au b. c.
(5)该金团簇中有_______种不同化学环境的金原子。
9、"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一
I.中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉,其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH.在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应有:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJmo1-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJmo1-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-48.9kJmo1-1
(1)5Mpa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表___________(填化学式)。
②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大,原因是___________。
II.CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2
请回答:
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K=___________(用K1,K2表示)。
(3)恒压,750°C时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,经如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式___________。
②过程ii的催化剂是___________,若CH4和CO2按物质的量之比1:1投料,则会导致过程ii___________。
③过程ii平衡后通入稀有气体He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程iii,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因___________。
10、地下水中的可用还原法处理,
可被还原为NO2、NO、
等。利用Zn和KNO3溶液反应模拟地下水的脱硝过程、探究脱硝原理及相关因素对脱硝速率的影响。模拟过程的实验装置如图所示。
(1)实验时用0.1 mol∙L-1 H2SO4洗涤Zn粒,再用蒸馏水洗涤至接近中性;将KNO3溶液的pH调至2.5。
①实验中通入N2的目的是_____。
②判断洗涤至接近中性的实验操作是_____。
③向上述KNO3溶液中加入足量洗涤后的Zn粒,写出Zn与KNO3溶液反应生成的离子方程式_。
(2)影响脱硝速率的因素可能有:溶液的pH、温度、Zn的颗粒大小等。设计实验方案证明温度对脱硝速率的影响___。(已知:溶液中的的物质的量浓度可用离子色谱仪测定)
(3)国家规定氮氧化物的排放标准不超过 400 mg∙L-1。氮氧化物可以用酸性硫酸亚铁溶液来吸收,反应原理为NO+ Fe2+=Fe(NO)2+ ;NO2+ 3Fe2++ 2H+=2Fe3++ Fe(NO)2++ H2O。现测定某地下水脱硝过程中氮氧化物的排放量:收集500.00 mL排放的气体,缓慢通过250.00 mL 0.6240 mol∙L-1 酸性FeSO4溶液(过量),充分反应,量取吸收气体后的溶液25.00 mL置于锥形瓶中,用0.2000 mol∙L-1 酸性KMnO4溶液滴定过量的Fe2+(还原产物为Mn2+),重复上述实验操作3次,平均消耗酸性KMnO4溶液的体积为15.00 mL。试通过计算分析地下水脱硝过程中氮氧化物的排放是否符合国家标准(写出计算过程)_______。(已知Fe(NO)2+与酸性KMnO4溶液不反应)
11、工业硫酸中往往含有一定量SO2,测定过程如下:取m g工业硫酸配成100mL溶液,取出20.00mL溶液,加入1mL指示剂,用 c mol/L I2标准溶液滴定,消耗的I2标准溶液V mL,工业硫酸中含有SO2的质量分数的计算式是__________。
12、氨气流中高温加热金属镓和碳酸铵的混合物,可以制备氮化镓。回答下列问题:
(1)基态Ga原子的未成对电子有_______个,C、N、O、Ga的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(2)CO和N2的沸点高低比较:_______。
(3)NH3的键角_______(填大于、小于)NH,原因为_______。NH
中配位键的形成,提供孤电子对的原子为_______。
(4)CO的立体构型为_______;氮化镓中Ga采用的杂化方式:_______。
(5)氮化镓晶体有闪锌矿型和纤锌矿型两种结构,晶胞结构如图所示。
①闪锌矿型立方氮化镓晶体中,由氮原子构成的正八面体空隙和正四面体空隙之比为_______。
②若阿伏加德罗常数的值为NA,则纤锌矿型六方氮化镓晶体的密度ρ=_______g·cm-3(用含a、c、NA的代数式表示)。
13、二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,可以用于光催化降解有机污染物,利用氟碳铈矿(主要成分为CeCO3F,含Fe2O3、FeO等杂质)制CeO2的工艺流程如下:
已知:①滤渣I主要成分是难溶于水的Ce(BF4)3;
②常温下,Ka1(H2CO3) =4.3×10-7,Ka2(H2CO3) =5.6×10-11, Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×1.0-28;
③Ce3 +在空气中易被氧化为Ce4+。
回答下列问题:
(1)CeCO3中Ce元素的化合价为_______。
(2)焙烧氟碳铈矿时,提高焙烧效率的措施有_______(写出两种);实验室进行焙烧操作时一般在_______中进行。
(3)CeCO3F在焙烧时发生反应的化学方程式为_______。
(4)上述流程中所加的盐酸要适当过量,其目的是_______;操作中可用硫酸和H2O2替换盐酸,其优点是_______。
(5)写出从滤液II中沉淀铈的离子方程式_______。Ce3+恰好沉淀完全[c(Ce3+)为1.0×10-5mol/L]时溶液的pH为5,则溶液中c()=_______mol/L(保留两位有效数字)。