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、太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料有单晶硅,还有铜、锗、镓、硒等化合物。
(1)基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为____________。
(2)若基态硒原子价层电子排布式写成4s24px24py4,则其违背了____________。
(3)左下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势,其中表示磷的曲线是____________(填标号)。
(4)单晶硅可由二氧化硅制得,二氧化硅晶体结构如右上图所示,在二氧化硅晶体中,Si、O
原子所连接的最小环为____________元环,则每个O原子连接____________个最小环。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作Na2B4O7·10H2O,实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环,应该写成Na2[B4O5(OH)4]8H2O.其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构。
①该晶体中不存在的作用力是____________(填选项字母)。
A.离子键B.共价键C.金属键D.范德华力E.氢键
②阴离子通过____________相互结合形成链状结构。
(6)氮化嫁(GaN)的晶体结构如图所示。晶体中N、Ga原子的轨道杂化类型是否相同____________(填“是”或“否”),判断该晶体结构中存在配位键的依据是____________。
(7)某光电材料由锗的氧化物与铜的氧化物按一定比例熔合而成,其中锗的氧化物晶胞结构如下图所示,该物质的化学式为____________。已知该晶体密度为7.4g/cm3,晶胞边长为4.3×10-10m。则锗的相对原子质量为____________(保留小数点后一位)。
3、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
4、铜是重要金属,Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液,电镀液等。请回答以下问题:
(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为___________。
(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是_______。
(3)SO42-的立体构型是________,其中S原子的杂化轨道类型是_______。
5、近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx,挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=_____kJ·mol-1;
(2)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将得到的Na2SO3溶液进行电解,其中阴阳膜组合电解装置如图一所示,电极材料为石墨。
① a表示_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸,则A表示_______。
②阳极的电极反应式为____________________。
(3)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如图二所示。
①图中A点时,SO2的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)_____vA(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。
③图中B点的压强平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为______________。
6、丙烯酸是非常重要的化工原料之一,可用甘油催化转化如下:
甘油丙烯醛
丙烯酸
,
已知:反应Ⅰ:
(活化能)
反应Ⅱ:
(活化能)
甘油常压沸点为290℃,工业生产选择反应温度为300℃,常压下进行。
(1)①反应Ⅰ在_______条件下能自发进行(填“高温”或“低温”);
②若想增大反应Ⅱ的平衡常数K,改变条件后该反应_______(选填编号)
A.一定向正反应方向移动 B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动 D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(2)工业生产选择反应温度为300℃,忽略催化剂活性受温度影响,分析温度不能过低理由是_______。
(3)工业制备丙烯酸的中间产物丙烯醛有剧毒,选择催化剂_______能使工业生产更加安全。(选填编号)
催化剂A:能大幅降低和
催化剂B:能大幅降低,
几乎无影响
催化剂C:能大幅降低,
几乎无影响
催化剂D:能升高和
(4)①温度350℃,向1L恒容密闭反应器中加入1.00mol甘油和进行该实验。同时发生副反应:
。实验达到平衡时,甘油的转化率为80%。乙酸和丙烯酸的选择性随时间变化如图所示,计算反应
的平衡常数为_______(X的选择性:指转化的甘油中生成X的百分比)
②调节不同浓度氧气进行对照实验,发现浓度过高会降低丙烯酸的选择性,理由是_______。
(5)关于该实验的下列理解,正确的是_______。
A.增大体系压强,有利于提高甘油的平衡转化率
B.反应的相同时间,选择不同的催化剂,丙烯酸在产物中的体积分数不变
C.适量的氧气能抑制催化剂表面积碳,提高生产效率
D.升高反应温度,可能发生副反应生成COx,从而降低丙烯酸的产率
7、氢能是理想的清洁能源,资源丰富。以太阳能为热源分解 Fe3O4 ,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2 的过程如下:
(1)过程Ⅰ:
①将O2分离出去,目的是提高Fe3O4的 。
②平衡常数K 随温度变化的关系是 。
③在压强 p1下, Fe3O4的平衡转化率随温度变化的(Fe3O4) ~ T 曲线如图 1 所示。若将压强由p1增大到p2 ,在图1 中画出 p2 的
(Fe3O4) ~ T 曲线示意图。
(2)过程Ⅱ的化学方程式是 。
(3)其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下, H2O的转化率随时间的变化(H2 O) ~ t曲线如图2 所示。比较温度T1 、T2 、T3的大小关系是 ,判断依据是 。
(4)科研人员研制出透氧膜(OTM) ,它允许电子、O2-同时透过,可实现水连续分解制H2。工作时,CO、H 2O分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:
H2O在 侧反应(填“ a ”或“ b ”),在该侧H2O释放出H2的反应式是 。
8、氧化铝在工业上有着广泛的应用。(写出计算过程)
(1)制取净水剂氯化铝。其原理为:Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO。25.5g 氧化铝、3.6g 碳、4.48L(标准状态)氯气混合后在高温下反应,理论上可得氯化铝_____克。
(2)向100g氢氧化钠溶液中加入10g 氧化铝,充分反应后,剩余固体4.9克。测得所得溶液的密度为1.051g/cm3 。则所得溶液的物质的量浓度为______________。
(3)超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。由于反应不完全,氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。
① 取一定量样品置于反应器中,通入2.016L(标准状况)O2,在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g·L-1(已折算成标准状况,AIN不跟O2反应)。该样品中含杂质炭__________g。
② 向①中反应后的容器中加入过量的NaOH浓溶液共热并蒸干,AlN跟NaOH溶液反应生成NaAlO2,得到氨气3.36L(标准状况)及16.38g的固体。再将该固体配成溶液,向其中慢慢加入1mol/L盐酸,当加到20mL时开始产生沉淀。求该样品中的AlN的质量分数为________。(用小数表示,保留2位小数)
(4)用氧化铝为原料可制得含铝化合物X。取6.9gX放入100mL水中完全溶解,溶液呈弱酸性。取出10mL加入过量盐酸,无气泡,再加入过量氯化钡有白色沉淀0.932g 。另取10mL样品,慢慢滴加氢氧化钠溶液直至过量,过程中出现的现象为出现白色沉淀→沉淀逐渐增多→沉淀不再变化→沉淀开始减少→沉淀全部消失。若改用氨水做上述实验最终可得0.156g沉淀。经测定X中含氢量为4.64% 。求化合物X的化学式_______。
9、实验室制取Fe(OH)3胶体的方法是把______逐滴加在_______中,继续煮沸,待溶液呈____ 色时停止加热,其反应的离子方程式为_______________,用 __________(方法)可证明胶体已经制成,用_____方法精制胶体。
10、实验室制备无水SnCl4的装置如图所示。已知:无水SnCl4在空气中极易水解,生成SnO2·xH2O。
回答下列问题:
(1)检验整套装置气密性的操作是___;蒸馏烧瓶中发生反应的化学方程式为___。
(2)需要在滴加浓盐酸一段时间之后,再点燃4处的酒精灯,原因是__;装置4需要加热的目的有___。
(3)装置8中的浓硫酸的作用是__,如果没有装置8,可能导致的后果是__(用化学方程式表示)。
(4)在氯气过量的情况下,11.9g锡粒完全反应得到23.5g SnCl4,则SnCl4的产率是__。
11、酸性条件下,与
按物质的量
恰好完全反应,生成的产物能使淀粉溶液变蓝,请完成下列离子方程式的填空与配平。
(________)H++(________)NO2-+(________)I-→(_________)+(__________)+(__________)H2O
根据上述离子方程式,1摩尔参与反应则转移的电子数目是______,反应中被还原的元素是______。
12、氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈,其工艺流程如图所示:
已知:①稀土离子易与形成复盐沉淀,Ce3+和
发生反应: Ce2(SO4)3+Na2SO4+nH2O=Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓;
②硫脲:具有还原性,酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2;
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+,两者均能形成氢氧化物沉淀;
④Ce2(CO3)3为白色粉末,难溶于水。
回答下列问题:
(1)滤渣A的主要成分是___________(填写化学式)。
(2)在另一种生产工艺中,在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧,焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质,请写出焙烧过程中相应的化学方程式___________。
(3)焙烧后加入稀硫酸浸出,为提高Ce的浸出率,需控制硫酸浓度不能太大的原因是___________。
(4)加入硫脲的目的是将还原为Ce3+,反应的离子方程式为___________。
(5)步骤③加入盐酸后,通常还需加入另一种化学试剂X,根据题中信息推测,加入X的作用为___________。
(6)下列关于步骤④的说法正确的是___________(填字母)。
A.该步骤发生的反应是2Ce3++6=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
B.可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液,不影响产品纯度
C.过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率
D.过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+,需要将滤液循环以提高产率
(7)若常温下,Ka2(H2CO3)=5.0×10−11,Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10−28,Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10−5 mol∙L−1,此时测得溶液的pH=5,则溶液中c()=___________mol∙L−1。
(8)取所得产品7.00g CeO2溶解后配成250mL溶液。取25.00mL该溶液用0.20 mol∙L−1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定,滴定时发生反应Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液18.50mL,则该产品的纯度为___________。(保留三位有效数字)。
13、钒及其化合物在工业上有许多用途。从废钒(主要成分V2O3、V2O5、Fe2O3、FeO、SiO2)中提取五氧化二钒的一种工艺流程如图。
已知:①VOSO4能溶于水,VO2+与Fe不能反应。
②有机溶剂H2R对VO2+及Fe3+萃取率高,但不能萃取Fe2+。
回答下列问题:
(1)“酸浸、氧化”过程中若用浓盐酸代替硫酸,V2O5转化为VO2+,同时生成有毒的一种气体,反应的化学方程式为_______。同时该步骤中V2O3转化为VO2+,反应的离子方程式为_______。
(2)萃取前用“铁粉”对酸浸后的浸出液进行处理,主要目的是_______,为检验处理后的浸出液中是否含有该杂质离子,可选用的化学试剂是_______(填试剂名称)。
(3)“溶剂萃取与反萃取”可表示为:VO2++H2RVOR+2H+。为了提高VO2+的产率,反萃取剂可选用_______。(供选物质:NaCl,NaOH,H2SO4,填写相应物质的化学式)
(4)反萃取后的水层中加KClO3,使VO2+变为VO,ClO
变为Cl-。当反应1.5molVO2+时,至少需要KClO3的物质的量为_______mol。
(5)已知NH4VO3难溶于水,Kap=3.0×10-8,向10mL0.1mol·L-1NaVO3的滤液中加入等体积的NH4Cl溶液忽略混合过程中的体积变化,欲使VO沉淀完全,则NH4Cl溶液的最小浓度为_________(保留两位有效数字,溶液中某离子浓度≤1×10-6mol·L-1时,认为该离子沉淀完全)