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、硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。回答下列问题:
Ⅰ、工业生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)-炭粉还原法,其流程示意图如下:
(1)上述流程中“碱浸”后,物质A必须经过___________(填写操作名称)处理后,方可“煅烧”;若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2,写出煅烧时发生的总的化学反应方程式为___________。
(2)上述流程中采用稀碱液比用热水更好,理由是___________。
Ⅱ、工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。
(3)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是___________。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的。若气雾上升过高,可采取的措施是___________。
(4)回流时间不宜过长,原因是___________。回流结束后,需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴,正确的顺序为___________(填标号)。
a.①②③ b.③①② c.②①③ d.①③②
(5)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是___________。过滤除去的杂质为___________。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是___________。
Ⅲ、应用
(6)皮革工业废水中的汞常用硫化钠除去,汞的去除率与溶液的pH和x(x代表硫化钠的实际用量与理论用量的比值)有关(如图所示)。为使除汞效果最佳,应控制的条件是___________、___________。
(7)某毛纺厂废水中含0.001mol·L-1的硫化钠,与纸张漂白后的废水(含0.002mol·L-1NaClO)按1∶2的体积比混合,能同时较好处理两种废水,处理后的废水中所含的主要阴离子有___________。
3、铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题:
(1)画出基态Cu原子的价电子排布图_______________;
(2)已知高温下Cu2O比CuO稳定,从核外电子排布角度解释高温下Cu2O更稳定的原因____________________________________;
(3)配合物 [Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是___________,配体中提供孤对电子的原子是________。C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是_______________(用元素符号表示)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示,则晶体铜原子的堆积方式为____________。
(5)M原子的价电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如图2所示(黑点代表铜原子)。
①该晶体的化学式为_____________。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的化合物属于________化合物(填“离子”、“共价”)。
③已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏伽德罗常数为NA,已知该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4,则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为___________pm(写出计算列式)。
4、苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料,乙苯催化脱氧法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,其化学方程式为:
(1)若升高温度,该反应的平衡常数变大,则ΔH____________(填“大于0”或“小于0”)。该反应在_______________条件下能自发进行(填“较高温度”、“较低温度”或“任何温度”)。
(2)维持体系总压强ρ恒定,在温度T时,物质的量为2mol、体积为1L的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为80%,则在该温度下反应的平衡常数K=_____。
(3)在体积为2L的恒温密闭容器中通入2mol乙苯蒸汽,2分钟后达到平衡,测得氢气的浓度是0.5mol/L,则乙苯蒸汽的反应速率为_________________;维持温度和容器体积不变,向上述平衡中再通入1mol氢气和1mol乙苯蒸汽,则v正_______v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(原料中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实_________________________。
②控制反应温度为600℃的理由是_____________________。
(5)某燃料电池以乙苯为燃料,Li2CO3与K2CO3混合的碳酸盐为电解质的高温型燃料电池,其负极的电极反应式为_____________________,正极上通入的气体为______________。
5、为治理环境,减少雾霾,应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物(NOx)等的排放量。
Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
②CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-586.7kJ/mol
(1)若用4.48LCH4还原NO生成N2,则放出的热量为______kJ。(气体体积已折算为标准状况下)
Ⅱ.(2)NOx可用强碱溶液吸收产生硝酸盐。在酸性条件下,FeSO4溶液能将NO3-还原为NO,NO能与多余的FeSO4溶液作用生成棕色物质,这是检验NO3-的特征反应。写出该过程中产生NO的离子方程式: 。
(3)用电化学处理含NO3-的废水,电解的原理如图1所示。则电解时阴极的电极反应式为 ;当电路中转移20 mol电子时,交换膜左侧溶液质量减少________g。
图1 图2 图3
Ⅲ.利用I2O5消除CO污染的反应为:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)。不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 molCO,测得CO2的体积分数(φ)随时间(t)变化曲线如图2所示。
(4)T1时,该反应的化学平衡常数的数值为 。
(5)下列说法不正确的是_______(填字母)。
A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态
B.两种温度下,c点时体系中混合气体的压强相等
C.d点时,在原容器中充入一定量氦气,CO的转化率不变
D.b点和d点时化学平衡常数的大小关系:Kb<Kd
Ⅳ.以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4通过反应CO2(g)+CH4(g)
CH3COOH(g) △H<0直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图3所示。
(6)①250~300℃时,乙酸的生成速率减小的主要原因是 。
②工业生产中该反应的温度常选择250℃、不选择400℃,从综合经济效益考虑,其原因是 。
6、实验室可利用SO2与Cl2在活性炭的催化下制取一种重要的有机合成试剂磺酰氯(SO2Cl2)。所用的反应装置如图所示(部分夹持装置省略)。已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇水能发生剧烈的水解反应,遇潮湿空气会产生白雾。
(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合价为__。
(2)仪器D的名称是___。
(3)乙、丙装置制取原料气Cl2与SO2。
①乙装置F中充满Cl2,则E中所盛放的溶液为___(填溶液的名称)。
②丙装置中试剂X、Y的组合最好是__。
A.98%浓硫酸+Cu B.70%H2SO4+Na2SO3 C.浓HNO3+Na2SO3
(4)上述装置的正确连接顺序为__、__、丁、__、__(用甲、乙、丙表示,可重复使用)__。
(5)B装置中从a口通入冷水的作用是__;C装置的作用是__。
(6)SO2Cl2遇水能发生剧烈的水解反应,会产生白雾,则SO2Cl2发生水解反应的化学方程式为__。
(7)若反应中消耗氯气的体积为1.12L(已转化为标准状况,SO2足量),最后通过蒸馏得到纯净的磺酰氯5.13g,则磺酰氯的产率为__(保留三位有效数字)。
7、如图1是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。
(1)甲中负极的电极反应式为____________。
(2)乙中B极为_____(填“阴极”或“阳极”),该电极上析出的气体在标准状况下的体积为____。
(3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2,则图中③线表示的是_________________(填离子符号)的变化;反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要___________ mL 2. 0 mol/L NaOH溶液。
8、Ⅰ.在密闭容器中放入
,在一定温度进行如下反应:
容器内气体总压强(P)与起始压强的比值随反应时间(t)数据见下表:(提示,密闭容器中的压强比等于气体物质的量之比)
时间 | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 |
| 16 | 20 | 25 |
1.00 | 1.50 | 1.80 | 2.20 | 2.30 |
| 2.38 | 2.40 | 2.40 |
回答下列问题
(1)下列能提高A的转化率的是_______
A.升高温度 B.体系中通入A气体
C.将D的浓度减小 D.通入稀有气体,使体系压强增大到原的5倍
(2)该反应的平衡常数的表达式K_______,前2小时C的反应速率是_________;
(3)平衡时A的转化率___________,C的体积分数__________(均保留两位有效数字)
(4)相同条件下,若该反应从逆向开始,建立与上述相同的化学平衡,则D的物质的量取值范围______
Ⅱ.已知乙酸是一种重要的化工原料,该反应所用的原理与工业合成乙酸的原理类似;常温下,将溶于水配成
溶液,向其中滴加等体积的
的盐酸使溶液呈中性(不考虑醋酸和盐酸的挥发),用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数
___________
9、硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。
(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:
ⅰ.水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1
ⅱ.氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2
已知反应中相关的化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | C=O(COS) | C=S | H-S | |
E/kJ·mol-1 | 436 | 745 | 580 | 339 | 1076 |
①恒温恒压下,密闭容器中发生反应i。下列事实能说明反应i达到平衡状态的是_______。 (填标号)
a.容器的体积不再改变
b.化学平衡常数不再改变
c.混合气体的密度不再改变
d.形成1molH—O键,同时形成1molH—S键
②一定条件下,密闭容器中发生反应i,其中COS(g)的平衡转化率()与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)
③反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),发生反应ii,COS的平衡转化率为_____________。
(2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为_____________________________。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为________________________________。
(3)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。
②Ksp(HgS)=_____________________。
10、CuCl2是常见的化学试剂,学习小组开展了与CuCl2相关的系列实验。回答下列问题:
I.利用废铜屑制备CuCl2(实验装置如下图所示)
(1)仪器a的名称为_______。
(2)“湿法”制备CuCl2的化学方程式为_______。
(3)①石英管内可能观察到的现象为_______。
②石英管直接伸入收集装置,该管较粗,其优点是_______。
(4)除上述两种方法外,实验室中还可先将铜粉_______(填试剂及操作),再加入适量稀盐酸反应得到CuCl2溶液。
II.探究Al与CuCl2溶液的反应
将铝片放入盛有0.1mol·L-1CuCl2溶液的试管中,观察到现象为:铝片表面析出疏松的紫红色固体,产生无色无味气体,溶液颜色变浅。
(5)紫红色固体为_______(填化学式)。
(6)经检验产生的气体为H2.在CuCl2溶液中存在Cu2++2H2O=Cu(OH)2+2H+、2A1+6H+=2A13++3H2↑,小组成员认为应产生Cu(OH)2,但实际实验中并未观察到蓝色沉淀。于是他们提出了以下两种猜测并进行相关验证。完成下列表格:
猜测 | 实验 | 现象 | 结论 |
i.①_______。 | 取少量Cu(OH)2悬浊液,加入打磨过的铝片,振荡 | 无明显现象 | 猜想i不成立 |
ii.Cu(OH)2与Al3+发生了反应 | ②_______。 | 固体立即溶解,溶液呈浅绿色 | 猜想ii成立 |
③在猜测ii成立的基础上,该小组成员查阅文献发现体系中可能存在反应:2A13++3Cu(OH)2=2Al(OH)3+3Cu2+,列式计算平衡常数分析该反应进行的趋势___________________。(已知:Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20;Ksp[A1(OH)3]=1.3×10-33。一般认为,K>105时反应进行较完全,K<10-5时反应难以进行)文献显示生成的Al(OH)3可能以胶体形式存在,这是未观察到白色沉淀的可能原因,但仍需进一步深入研究。
11、下图是将一定质量的草酸亚铁在氩气气氛中进行热重分析示意图(
表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。
(1)B处时残留物的化学式为_____。
(2)现取放在某真空的密闭容器中,再充入
,加热至
,其中反应:
的平衡常数
,则反应达平衡时
的转化率为__。
12、砷的化合物可用于半导体领域,如我国“天宫”空间站的核心舱“天和号”就是采用砷化镓薄膜电池来供电。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在]中回收砷的工艺流程如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.砷酸()在酸性条件下有强氧化性,能被
、氢碘酸等还原
(1)中砷元素的化合价为___________价。
(2)“沉砷”过程中FeS是否可以用过量的替换___________(填“是”或“否”);请从平衡移动的角度解释原因:___________。
(3)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”,请写出脱硫的离子反应方程式___________。
(4)用“还原”过程中,若需检验还原后溶液中是否仍存在砷酸。则还需要的实验试剂有___________。
(5)已知:常温下,pH>7.1时,吸附剂表面带负电,pH越大,吸附剂表面带的负电荷越多;pH<7.1时,吸附剂表面带正电,pH越小,吸附剂表面带的正电荷越多。
当溶液pH介于7~9,吸附剂对五价砷的平衡吸附量随pH的升高而下降,试分析其原因_____。
(6)含砷废水也可采用另一种化学沉降法处理:向废水中先加入适量氧化剂,再加入生石灰调节pH,将砷元素转化为沉淀。若沉降后上层清液中
为
mol/L,则溶液中
的浓度为_____mol/L。该处理后的溶液是否符合国家排放标准___________(填“是”或“否”)。(已知:
,国家规定工业废水排放中砷元素含量<0.5mg/L)
13、工业上采用酸性高浓度含砷废水(砷主要以亚砷酸H3AsO3形式存在)提取中药药剂As2O3.工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“沉砷”中所用Na2S的电子式为_____________。
(2)已知:As2S3与过量的S2-存在以下反应:As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33- ;“沉砷”中FeSO4的作用是_____。
(3)“焙烧”过程中由于条件的原因,生成的三氧化二铁中混有四氧化三铁,证明四氧化三铁存在的试剂是___________。(写名称)
(4)“氧化”过程中,可以用单质碘为氧化剂进行氧化,写出该反应的离子方程式__________。
(5)调节pH=0时,请写出由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式_________________。
(6)一定条件下,用雄黄(As4S4)制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中,1molAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时,转移28mole-,则物质a为___________。(填化学式)