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、(1)苏打属于________晶体,与盐酸反应时需要破坏的化学键有_________。
(2)可与H2反应,请用系统命名法对其产物命名_________。
(3)在蔗糖与浓硫酸的黑面包实验中,蔗糖会变黑并膨胀,请用化学方程式解释膨胀的主要原因:_________。
3、NO2是一种红棕色气体,沸点为21℃。机动车尾气、锅炉废气是NO2的重要的排放源。完成下列填空:
(1)NO2的分子模型如图所示,该模型的类型为_______。
(2)下列说法正确是_____
A.N原子和O原子2p亚层的电子能量相同
B.N原子和O原子核外电子都有4种伸展方向
C.NO2和O2均为非极性分子
D.NO2和O2分子中各原子最外层电子数均为8
(3)元素非金属性:氮<氧,从原子结构的角度分析其原因:_______。列举一个事实说明N、O元素非金属性强弱:_______。
(4)点燃的镁条可以在NO2中继续燃烧,实验现象为_______。
(5)硝酸铜在1000℃时分解,其转化关系为:Cu(NO3)2→Cu+NO2↑+O2↑,该反应中断裂的化学键类型为_______。所得气体的平均分子量为_______。
(6)学生甲为了探究NO2对非金属的助燃性,利用排空气法收集上述反应生成的气体,并插入带火星的木条。学生乙认为该方法并不能达到其实验目的,原因是_______。
学生丙查阅文献得知,NO2不能使带火星的木条复燃。
(7)请在学生甲设计的实验方案基础上加以改进,帮助学生丙验证其所查文献描述NO2的性质:_______。
4、黑火药是我国古代四大发明之一,它的爆炸反应为:2KNO3+3C+S═K2S+N2↑+3CO2↑(已配平)
(1)除S外,上列元素的第一电离能从大到小依次为___________________________;
(2)生成物中,A 的电子式为____________;含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型_____________;
(3)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为
(4)S的基态原子价层电子排布式为___________,S的一种化合物ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0pm,密度为________g·cm3(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为___________pm。
5、锑白(Sb2O3)在工业中有着广泛的作用。用辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有少量SiO2)制备锑白的两种工艺如下:
I.火法制取锑白,是将辉锑矿装入氧化炉的坩埚中,高温使其熔化后通入空气,充分反应后,经冷却生成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式:________________________________________。
Ⅱ. 湿法制取锑白的工艺流程如图:
已知:
①Sb3+与Fe2+的氧化性强弱相当
②常温下:
化合物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Sb(OH)3 |
Ksp近似值 | 8×10-16 | 4×10-26 | 4×10-42 |
③Sb2O3为白色粉末,不溶于水,溶于酸和强碱。
④水解时保持溶液的c(H+)=0.1~0.3mol/L
(1)浸出是将辉锑矿溶于FeCl3溶液,请写出其中发生的氧化还原反应离子方程式_____________________________________________。滤渣的成分为______________________。
(2)采用铁粉作为还原剂进行还原,其目的是除去溶液中的离子___________(填离子符号),还原反应结束后,可用______________溶液来检验还原是否彻底。
(3)SbCl2是无色晶体,100升华,分子中所有原子都达到8e-稳定结构,请写出SbCl2的电子式____________________。
水解是利用SbCl2的水解反应制取Sb2O3(SbCl2的水解分为多步),其反应可以简单表示为:
SbCl3+3H2OSb(OH)2+3HCl,2Sb(OH)2=Sb2O3+3H2O
为了促进水解趋于完全,可采取的措施(填两点):_____________________
(4)简述检验沉淀是否洗净的实验方法:__________________________________________。
(5)若不加铁还原,则最终所得锑白的产率将_____________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
6、氨气是一种重要的化工原料,氨态氮肥是常用的肥料。
工业合成氨的化学方程式:N2 + 3H2 2NH3+92.4KJ
(1)它是氮的固定的一种,属于_____________(选填“大气固氮”、“生物固氮” “人工固氮”);若升高温度,该平衡向____________方向移动(选填“正反应”或“逆反应”)。
(2)该反应达到平衡状态的标志是______________。(选填编号)
a.压强不变 b.v正(H2)= v正(NH3) c.c (N2)不变 d.c(NH3)= c(N2)
(3)欲使NH3产率增大,可采取的措施有_____________、____________。若容器容积为2L,开始加入的N2为0.1mol,20s后测得NH3的物质的量为0.08mol,则N2的平均反应速率为_________________________________________mol/(L∙S)。
(4)如下图所示,将集有氨气的试管倒置于水槽中,观察到试管内液面上升,溶液变为红色,解释发生该现象的原因____________________________________。
(5)(NH4)2SO4是常用的氮肥,长期施用时会使土壤酸化板结,
用离子方程式表示原因___________________________________
检验(NH4)2SO4含NH4+的方法是____________________。
____________________.
7、某探究小组设计如右图所示装置(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)仪器A中发生反应的化学方程式是______;装置B中的试剂是_______。
(2)若撤去装置C,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)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,为什么?_______________。
(4)装置E中可能发生的无机反应的离子方程式有_________________。
(5)测定产品纯度:称取产品0.30 g配成待测溶液,加入0.1000 mol·L-1碘标准溶液20.00 mL,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0.02000 mo1·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行平行实验后,测得消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。则产品的纯度为_________。(CCl3CHO的相对分子质量为147.5)滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-==CHCl3+HCOO-、HCOO-+I2==H++2I-+CO2↑ 、I2+2S2O32-==2I-+S4O62-
(6)已知:常温下Ka(CCl3COOH)=1.0×10-1mol·L-1,Ka (CH3COOH)= 1.7×10-5mol·L-1,请设计实验证明三氯乙酸、乙酸的酸性强弱。
8、工业制钛白粉产生的废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,可利用酸解法生产补血剂乳酸亚铁。其生产流程如下:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中电离为TiO2+和SO42-。请回答下列问题:
(1)写出TiOSO4水解生成钛酸H4TiO4的离子方程式__________________________。步骤①中加入足量铁屑的目的是______________。
(2)工业上由H4TiO4可制得钛白粉TiO2。TiO2直接电解还原法(剑桥法)生产钛 是一种较先进的方法,电解质为熔融的CaCl2,原理如图所示,阴极的电极反应为_______________。
(3)步骤②的离子方程式是____________________________,所得副产品主要 是__________(填化学式)。
(4)步骤④的结晶过程中必须控制一定的真空度,原因是_____________________。
(5)乳酸可由乙烯经下列步骤合成:
上述合成路线的总产率为60%,乳酸与碳酸亚铁反应转化为乳酸亚铁晶体的产率为90%,则生产468 kg乳酸亚铁晶体(M=234 g/mol)需要标准状况下的乙烯________m3。
9、铂(Pt)及其化合物用途广泛。
(1)在元素周期表中,Pt与Fe相隔一个纵行、一个横行,但与铁元素同处_____族。基态铂原子有2个未成对电子,且在能量不同的原子轨道上运动,其价电子排布式为____________。
(2)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。
①吡啶分子是大体积平面配体,其结构简式如图所示。每个吡啶分子中含有的σ键数目为________。
②二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有________(填序号)。
a.离子键 b.氢键 c.范德华力 d.金属键 e.非极性键
③反式二氯二吡啶合铂分子是非极性分子,画出其结构式:_____。
(3)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状堆砌,使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,其结构如图所示。
① 硫和氮中,第一电离能较大的是______。
②“分子金属”可以导电,是因为______能沿着其中的金属原子链流动。
③“分子金属”中,铂原子是否以sp3的方式杂化?简述理由:______。
(4)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示。若金属铂的密度为d g·cm-3,则晶胞参数a=_________________nm(列计算式)。
10、四氯化锡是一种无色有强烈的刺激性气味的液体,有腐蚀性,常用作媒染剂和有机合成上的氯化催化剂。工业上常用氯气与金属锡或 SnCl2 来制得。某化学兴趣小组把干燥氯气通入熔融 SnCl2• 2H2O中制取无水SnCl4有如图所示的相关装置:
(1)盛装SnCl4的容器应贴上的安全警示标签是____________(填序号)。
(2)装置b的作用是______________________ 。
(3)为避免 SnCl4 水解,通Cl2 前应先除 SnCl2 的结晶水,其操作是_____________,在潮湿空气中 SnCl4 水解产生白色烟雾, 其化学方程式为 ________________ 。
(4)该学习小组最终制得的SnCl4 呈黄色,可能的原因是 ______________________,如果要除去黄色得到无色产品,你的做法是 ________________________。
(5)可以通过测定剩余SnCl4 的量来计算该次实验的产率, 方法是让残留的SnCl4 与足量硫酸铁铣反应,其中Fe3+被Sn2+还原为Fe2+。 然后在硫酸和磷酸混合条件下,以二苯胺磺酸钠作指示剂,用 K2Cr2O7 标准溶液滴定生成的Fe2+过程中的离子方程式为
a.Sn2++2Fe3+=2Fe2++Sn4+
b.Cr2O72-+____Fe2++(______)____=_____Cr3++______Fe3++(_____)_____
①完成并配平上述方程式b。
②已知二苯胺磺酸钠还原态为无色,氧化态为紫色,则滴定达到终点的现象是____
③若实验前称取 22.6g SnC1•2H2O晶体于烧瓶中,实验结束后,向烧瓶内残留物中通入足量N2,取烧瓶内残留物溶于水配成250mL 溶液,取25mL于锥形瓶中,用以上方法滴定,消耗0.0l 00mol/L K2Cr2O7标准溶20.00mL, 则 SnCl4的产率最大值为__________ 。
11、达喜是常用的中和胃酸的药物,其有效成分是含结晶水的铝镁碱式盐。取该碱式盐6.02g,向其中逐滴加入4.00mol·L-1的盐酸,当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2,加入盐酸至45.0mL时恰好反应完全。
(1)计算该碱式盐样品中碳酸根与氢氧根的物质的量之比:__。
(2)若达喜中镁、铝元素的物质的量之比为3:1,则氢元素的质量分数为__。
12、以CH3OH(g)和CO2(g)为原料在一定条件下制备HCOOCH3(g),发生的主要反应如下:
I.CH3OH(g)+CO2(g)HCOOH(g)+HCHO(g)ΔH1=+756.83kJ•mol-1Kp1
II.HCOOH(g)+CH3OH(g)HCOOCH3(g)+H2O(g)ΔH2=+316.12kJ•mol-1Kp2
III.2HCHO(g)HCOOCH3(g)ΔH3=-162.04kJ•mol-1Kp3
(1)反应4CH3OH(g)+2CO2(g)3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH=_______;该反应的压强平衡常数Kp=_______(用含Kp1、Kp2、Kp3的代数式表示)。
(2)已知压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系,且符合van’tHoff方程(其中R、C为常数,ΔH为反应热)。反应I、II、III的lgKp与
之间均为线性关系,如图所示。其中反应II对应的曲线为_______(填“a”、“b”或“c”)。
(3)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ•mol-1,T1℃时,将0.10molCO与0.40molH2O充入恒容密闭容器中,反应平衡后H2的物质的量分数为0.08。
①H2O的平衡转化率为_______%,反应后CO的物质的量分数为_______。
②平衡后,向容器中再通入0.04molCO和0.06molCO2,则平衡将向_______移动(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。
③由1℃时上述实验数据计算得到v正~x(CO)和v逆~x(H2)的关系可用如图表示。当降低到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_______、_______(填字母)。
④研究表明,CO催化变换反应的速率方程为:式中,x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度降低时,CO催化变换反应的Kp_______(填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是_______。
13、钌(Ru)粉主要用于生产钌靶材,而钌靶材是生产计算机硬盘不可替代的材料。以钌废料制备高纯钌粉的流程如下:
已知:含钌废料中钌主要以单质的形式存在,钌在碱性条件下被氯气“氧化”为RuO4,RuO4是有毒的挥发性物质,蒸馏,用盐酸吸收得到红色H2RuCl6溶液,其中还含有少量RuCl。回答下列问题:
(1)钌废料在碱性条件下被氯气“氧化”的离子方程式为_______;钌废料氧化时,随着温度的升高,钌的回收率变化如图所示。综合考虑,确定氧化时的温度以_______℃为宜。
(2)用盐酸吸收蒸馏产物时发生氧化还原反应,生成一种可循环到“氧化”环节的气体,若标准状况下产生0.896L该气体,则消耗盐酸中HCl的物质的量为_______。(不考虑生成RuCl)
(3)“浓缩”步骤时用到的玻璃仪器有酒精灯、烧杯,还有_______。
(4)加入H2O2的主要作用是_______,同时又调节了溶液的pH,有利于沉淀反应的发生。
(5)煅烧的过程可以分为两步,第1步是氯钌酸铵分解生成钌单质和一种无毒的气体单质,同时有两种化合物生成;第2步是钌单质与氧气反应生成钌的氧化物RuOn(n=1~3)。第1步的化学反应方程式为_______。