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、钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸、碱腐蚀等优良性能,被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下:
(1)钛铁矿的主要成分为FeTiO3。控制电炉熔炼温度(<1500K),用等物质的量的碳还原出铁,而钛以二氧化钛的形式进入炉渣浮于熔融铁之上,使钛与铁分离,钛被富集。写出相关反应:
(2)已知氯化反应过程中会产生一种无色可燃性气体,请写出在1073—1273K下氯化反应的化学方程式:
(3)氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去。实际生产中常在409 K下用Cu还原VOCl3,反应物的物质的量之比为1:1,生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物,写出此反应方程式:
(4)TiCl4的还原通常在800oC的条件下进行,反应过程中通入氩气的目的是 ,试写出从还原产物中分离出海绵钛的步骤
(5)电解法冶炼钛的一种生产工艺是将TiO2与粉末与黏结剂混合后,压制成电解阴极板,用石墨作阳极,熔融氧化钙作电解质,电解过程中阳极生成O2和CO2气体,破碎洗涤阴极板即得到电解钛。试写出阴极反应方程式 。
3、Na2SO3应用广泛。利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低,优势明显,其流程如下。
(1)举例说明向大气中排放SO2导致的环境问题:_________。
(2)下图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。则初期反应(图中A点以前)的离子方程式是_________。
(3)中和器中发生的主要反应的化学方程式是_________。
资料显示: Ⅰ.Na2SO3在33℃时溶解度最大,将其饱和溶液加热至33℃以上时,由于溶解度降低会析出无水Na2SO3,冷却至33℃以下时析出Na2SO3·7H2O; Ⅱ.无水Na2SO3在空气中不易被氧化,Na2SO3·7H2O在空气中易被氧化。 |
(4)为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度,从而提高结晶产率,中和器中加入的NaOH是过量的。
①请结合Na2SO3的溶解平衡解释NaOH过量的原因_________。
②结晶时应选择的最佳操作是_________(选填字母)。
a.95~100℃加热蒸发,直至蒸干
B.维持95~100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出
C.95~100℃加热浓缩,冷却至室温结晶
(5)为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4,需选用的试剂是_________、_________。
(6)KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量:室温下将0.1260g 成品溶于水并加入淀粉做指示剂,再用酸性KIO3标准溶液(x mol/L)进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色,消耗KIO3标准溶液体积为y mL。
①滴定终点前反应的离子方程式是:IO3-+
SO32- =
_______ +
_______(将方程式补充完整)
②成品中Na2SO3(M = 126 g/mol)的质量分数是_________。
4、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表的第______族,其基态原子中未成对电子个数为________。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为_________________________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____________________________。
(3)尿素[CO(NH2)2]分子中,碳原子为_______杂化,分子中σ键与π键的数目之比为_________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需知道的数据是 ________________________________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________________。
(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为____________。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
5、绿矾FeSO4∙7H2O广泛用于医药和工业领域。以下是FeSO4∙7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空:
(1)碳酸钠溶液能除去酯类油污,是因为_________________________(用离子方程式表示),反应Ⅰ需要加热数分钟,其原因是______________________________。
(2)废铁屑中含氧化铁,反应II的离子方程式____________________,判断反应II完成的现象是: ______________________________________。
6、(Ⅰ)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) | K3 |
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(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示)。500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O (g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15, 则此时 V正_____ V逆(填“ > ”、“=”或“<”)。
(2)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)-反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是______________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_________________。
(3)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下, 将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)= c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为________________。
(Ⅱ)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。
(1)常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系_________________________ ;
(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解配成250 mL 溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞试液,滴加0.25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。第二份溶液滴加0.10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全。则原试样中H2C2O4·2H2O的的质量分数为_______ 。
7、自来水生产的流程示意图见下:
(1)二氧化氯(ClO2)是一种高效、安全的水处理剂,比C12好。有如下两种制备C1O2方法:
方法一:2NaClO3+4HCl=2C1O2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaC lO3 +H2O2+H2SO4=2C lO2↑ +Na2SO4十O2↑+2H2O
用方法二制备的C1O2更适合用于饮用水消毒,其主要原因是__________。
C1O2和C12在消毒时自身均被还原为Cl-, C1O2的消毒能力是等质量Cl2的_________倍
(2)含有较多的钙、镁离子的水被称为硬水。暂时硬水最常见的软化方法是_________。
永久硬水一般可以使用离子交换树脂软化,先把水通过装有_________ (填“阴”或“阳”)离子交换树脂的交换柱,再通过另一种功能的离子交换树脂。使用后的阳离子交换树脂可以置于_________中再生。
(3)水处理中常见的混凝剂有硫酸铝、聚合氛化铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。硫酸亚铁作为混凝剂在除去悬浮物质时,需要将水的pH调至9左右,原因是_________。
(4)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法.下图是电渗析法的示意图,淡水从_________(填“A”、“B”或,“C”)口流出,甲为_________离子交换膜。
8、合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法I:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)
方法Ⅱ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
(1)已知
①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=一394 kJ·mol一1
②2C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g) △H2=一222 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H3=一484 kJ·mol-1
试计算25℃时由方法Ⅱ制备1 000 g H2所放出的能量为______________。
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)。其相关数据如下表所示:
①T1____T2(填“>”“=”或“<”);T1℃时,该反应的平衡常数K=______________。
②乙容器中,当反应进行到1.5 min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是__________。
③在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)。
A.V逆(CO2)=2V正(H2)
B.混合气体的密度保持不变
C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(3) 现有0.175 mol/L 醋酸钠溶液500 mL(已知醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5)。
①下列图像能说明醋酸钠的水解反应在t1时刻达到平衡的是________(填序号,下同)。
A.溶液中c(Na+)与反应 时间t的关系
B.CH3COO一的水解速率与反应时间t的关系
C .溶液的pH与反应时间t的关系
D.K与反应时间t的关系
②在醋酸钠溶液中加入下列少量物质,水解平衡向正反应方向移动的有_____________ 。
A.冰醋酸B.纯碱固体c.醋酸钙固体D.氯化铵固体
(4)在醋酸钠溶液中加入少量冰醋酸后,溶液中微粒浓度的关系式能成立的有________。
A.c(CH3COO一)+c(CH3COOH)>c(Na+)
B.c(Na+)> c(CH3COO一)>c(H+)>c(OH一)
C.c(CH3COO一)> c(Na+)> c(H+)>c(OH一)
D.c(CH3COO一)>c c(H+)>c(OH一)> c(Na+)
(5)欲配制0.175 mol/L醋酸钠溶液500 mL,可采用以下两种方案:
方案一:用托盘天平称取_________g无水醋酸钠,溶于适量水中,配成500 mL溶液。
方案二:用体积均为250 mL且浓度均为_____________的醋酸与氢氧化钠溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。在室温下,0.175 mol/L醋酸钠溶液的pH约为_______________。
9、含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注,主要有以下两种方法。请回答:
I .碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH4++Ca2++2OH-+SO32-=CaSO3↓+2NH3·H2O
(1)步骤1中反应的离子方程式为_______________________。
(2)已知:25°C时,Ksp(CaSO3)=b,步骤2中反应的平衡常数K=a。该温度下,Kb( NH3·H2O)=__________________(用含a、b的代数式表示)。
II.水煤气还原法
己知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1
②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1
③CO的燃烧热△H3=-283 kJ·mol-1
(3)1molS(l)在O2(g)中完全燃烧生成SO2(g)的热化学方程式为____________。
(4)反应②的正反应的活化能为E1 kJ·mol-1,其逆反应的活化能E2=_____ kJ·mol-1。
(5)在一定压强下,发生反应②。平衡时,α(SO2)与原枓气投料比[]和温度(T) 的关系如图所示。
①α(H2):N_____M (填“>”、“<”或 “ = ”)。
②逆反应速率:M_____Q(填“>”、“<”或 “ = ”)。
(6)t℃时,向10L恒容密闭容器中充入2 molCO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g)。发生反应①和反应②。5mim达到平衡时,SO2(g)和CO2(g) 的物质的量分别为0.4mol、1.6mol。该温度下,反应②的平衡常数K=__________。
10、2009年6月22日,柯达宣布受到数码相机的影响,决定停止彩色胶卷的生产。一代人的回忆在它74岁的时候,画上了句号。黑白相机的底片上涂有一薄层含AgBr的明胶凝胶,曝光时底片上的AgBr分解成极细的银晶核,哪部分感光越强,哪部分就越黑。该过程称之为“潜影”。
已知:Br2在碱性条件下歧化成Br-和BrO。
回答以下问题:
(1)可以利用气体载体N2、H2、CO2等将溴引向物质制备溴化物(加热及夹持装置省略):
①装置的连接顺序为___。(按字母顺序填写)
②当载气中存在氧气等杂质气体时溴化作用减慢,溴化作用减慢的原因是___。所以待装置气密性检验完毕后,需___。
(2)装置B中盛装NaOH溶液的目的___(用化学方程式解释)。
(3)请用化学方程式表示铁丝处发生的反应__。
(4)该实验装置还有一定的缺陷,请改正:___。
(5)α—AgI晶体中的Ag+具有高度的可移动性。根据这个原理,以α—AgI为主要成分的物质作为固体电解质电池可以检测外界气氛中氧气的浓度。
O2透过传感器聚四氟乙烯薄膜,与活性物质AlI3发生氧化还原反应,产物向多孔石墨极片扩散,形成原电池,正极的电极反应式为___。
(6)为测定液溴在反应中的转化率,通过沉淀滴定法测量尾气吸收液中的Brˉ浓度(假设通过四段式管子的未反应的Br2全部被吸收液吸收)。先滴加适量的硝酸,再滴加几滴K2CrO4指示剂,然后滴加cmol·L-1的AgNO3溶液至锥形瓶内出现___,且30s不变化,停止滴加。此时滴加了VmL。反应共消耗液溴ag,则Br2的转化率是__。(已知Ksp[Ag2CrO4红色]=2.0×10-12,Ksp[AgBr]=5.0×10-13,用含a、c、V的式子表示)
11、称取软锰矿样品0.1000 g。对样品进行如下处理:
①用过氧化钠处理,得到MnO42-溶液。
②煮沸溶液,除去剩余的过氧化物。
③酸化溶液,MnO42-歧化为MnO4-和MnO2。
④滤去MnO2。
⑤用0.1000 mol·L-1 Fe2+标准溶液滴定滤液中MnO4-,共用去25.80 mL。
计算样品中MnO2的质量分数______(保留1位小数);写出简要的计算过程。
12、氯及其化合物在生产、生活中广泛应用。
(1)三氯乙醛常用于制造农药。化学反应原理是4Cl2(g)+C2H5OH(g)CCl3CHO(g)+5HCl(g)。一定温度下,在某恒容密闭容器中充入4molCl2和2molC2H5OH(g),发生上述反应。下列叙述正确的是_____
A.混合气体平均摩尔质量不变时达到平衡状态
B.平衡后再充入少量Cl2反应正向进行
C.加入高效催化剂,能提高氯气的平衡产率
D.平衡时三氯乙醛体积分数可能等于15%
(2)SCl4是一种化工产品。已知有关反应如下:
①2S(1)+Cl2(g)=S2Cl2(1) ΔH1=akJ·mol-1
②S2C12(1)+Cl2(g)=2SCl2(1) ΔH2=bkJ·mol-1
③SC12(1)+Cl2(g)=SCl4(1) ΔH3=ckJ·mol-1
④S(1)+2Cl2(g)=SCl4(l) ΔH4=_____kJ·mol-1(用含a、b和c的式子表示)。
(3)工业上,曾用催化氧化氯化氢法(俗称地康法)制备氯气:
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH
从化学反应原理角度分析,一定条件下,投料比是提高HCl平衡转化率和反应速率以及提纯氯气的关键条件。若投料比太小,有利的是_____;不利的是_____。
(4)已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数,活化能不随温度变化)。为了探究催化剂对地康法制氯气的影响,某小组选择ZnCl2、CuCl2为催化剂,探究其对氯化氢催化氧化反应的影响,实验结果如图1所示。
从图1中信息获知催化效能较低的催化剂是_____(填化学式),其理由是_____。
(5)在体积相同的甲、乙两个密闭容器中充入4molHCl(g)和1molO2(g),分别在恒容恒温、恒容绝热条件下发生反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH,测得气体压强变化与时间关系如图2所示。
①气体总物质的量:n(a)______n(b)(填“>”“<”或“=”,下同)。
②a点Qp==_____(kPa)-1(结果保留2位小数)。b点Kp_____a点Qp。
13、CO2的综合利用是解决温室效应问题的有效途径。
I.CO2转化成有机物实现碳循环。
C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) △H1=-44.2kJ•mol-1
2CO2(g)+2H2O(l)=C2H4(g)+3O2(g) △H2=+1411.0kJ•mol-1
(1)2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)△H3=___。
II.CO2催化加氢合成乙烯。
(2)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中,产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__。当反应达到平衡时,若增大压强,则n(C2H4)__(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)在某铁系催化剂催化下,温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示。
①下列有关说法正确的是__(填字母)。
A.为提高CO2的平衡转化率,工业生产中应在尽可能低的温度下合成乙烯
B.增大氢碳比,可以提高CO2的平衡转化率
C.温度低于300℃时,随温度升高乙烯的平衡产率增大
D.平衡常数:K(M)>K(N)
②在总压为2.1MPa的恒压条件下,M点时,CO2的平衡转化率为,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(Kp)的计算式(只需列式)为Kp=_(各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压)
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应,生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和乙烯选择性,应当__。
III.CO2与水催化氢化制甲烷。
(5)HCOOH是CO2转化为CH4的中间体:CO2HCOOH
CH4。当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,则当增加镍粉用量时,CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是__(填“I”或“Ⅱ”)。