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、【化学—选修2:化学与技术】
三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O),再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。工艺流程图如下所示。
请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ为 。
(2)①加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为 ;
②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0,其目的为 ;
(3)草酸镍(NiC2O4·2H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧,可制得Ni2O3,同时获得混合气体。NiC2O4受热分解的化学方程式为 。
(4)工业上还可用电解法制取Ni2O3,用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-,再把二价镍氧化为三价镍。ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为 。a mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为 。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时,NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 。
3、有A、B、C、D、E五种前四周期的元素。A原子核外有1个未成对电子,A+比B原子少一个电子层,B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道呈全充满状态。C原子的2p轨道有2个未成对电子,D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,与C的核电荷数相差8。E位于周期表第12纵列且是六种元素中原子序数最大的。R是由D、E形成的化合物,其晶胞结构如图所示。请回答下列问题:
(1)C元素的电负性___D元素的电负性(填“>”、“<”或“=”)。
(2)C的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能________
(填“大”或“小”)。
(3)E的价电子排布式为_______ _,该元素位于周期表中__ _族。
(4)化合物A2D的电子式为______________________。
(5)D和B形成的一种化合物D2B2广泛用于橡胶工业,它的分子结构与双氧水相似,但在该化合物分子中,所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则D2B2分子中D原子的杂化类型是__________,D2B2是_________分子(填“极性”或“非极性”)。
(6)R的化学式为________________(用元素符号表示)。已知R晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶胞的边长a=_____________ cm,(阿伏加德罗常数用NA表示)。
4、CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0)]以两种温室气体为原料生成了合成气,在“碳中和”的时代背景下,该技术受到更为广泛的关注。
Ⅰ.完成下列填空:
(1)某温度下,在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后,其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol,则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。
Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下,研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响,部分数据如下所示。
序号 | 加热温度/℃ | 反应物气体流量/L•min-1 | n(CH4)∶n(CO2) | α/% | η/% |
ⅰ | 700 | 4 | 2∶2 | 49.0 | 42.0 |
ⅱ | 800 | 4 | 2∶2 | 79.6 | 52.2 |
ⅲ | 800 | 6 | 3∶3 | 64.2 | 61.9 |
ⅳ | 800 | 6 | 2∶4 | 81.1 | 41.6 |
已知储能效率η=Qchem/Qi,其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Qi是设备的加热功率。
(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______
(3)对比实验_______(填序号),可得出结论:气体流量越大,CH4转化率_______。
(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高,结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______
5、(1)在下列物质①NH3、②BF3、③HCl、④SO3,属于非极性分子的是(填序号)________。
(2) 试比较含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“=”): HClO3________HClO4。
(3)根据价层电子对互斥理论判断:H2O的VSEPR构型为________。
(4)沸点比较:邻羟基苯甲醛对羟基苯甲醛(填“>”、“<”或“=”),原因是__________。
6、合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。回答下列问题:
(1)德国化学家 F。 Haber从1902年开始研究N2和H2直接合成NH3.在1.01×105 Pa、250℃时,将1 mol N2和1 mol H2加入a L刚性容器中充分反应,测得NH3体积分数为4%,其他条件不变,温度升高至450℃,测得NH3体积分数为2.5%,则可判断合成氨反应△H___________0(填“>”或“<”)。
(2)在2 L密闭绝热容器中,投入4 mol N2和6 mol H2,在一定条件下生成NH3,测得不同温度下,平衡时NH3的物质的量数据如下表:
温度/K | T1 | T2 | T3 | T4 |
n(NH3)/mol | 3.6 | 3.2 | 2.8 | 2.0 |
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3) B.容器内气体压强不变
C.混合气体的密度不变 D.混合气的温度保持不变
②温度T1___________(填“>”“<”或“=”)T3。
③在T3温度下,达到平衡时N2的体积分数___________。
(3)N2O4为重要的火箭推进剂之一、N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) △H。上述反应中,正反应速率v正=k正·p(N2O4),逆反应速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数,则该反应的化学平衡常数Kp为___________(以k正、k逆表示)。若将定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298K、压强110 kPa),已知该条件下k逆=5×102 kPa-1·s-1,当N2O4分解10%时,v逆=___________kPa·s-1。
(4)T℃时,在恒温恒容的密闭条件下发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示:
①表示H2浓度变化的曲线是___________(填“A”、“B”或“C”。与(1)中的实验条件(1.01×105 Pa、450℃)相比,改变的条件可能是___________。
②在0~25 min内N2的平均反应速率为___________。在该条件下反应的平衡常数为______mol-2·L2(保留两位有效数字)。
7、[化学―选修3:物质结构与性质]
研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质。请根据已学习的物质结构知识,回答下列问题:
(l)基态Mn原子的价电子排布式为___,气态Mn2+再失去l个电子比Fe2+再失去1个电子更难,其原因是________。
(2)向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液;若加入极性较小的溶剂(如乙醇),将析出深蓝色的晶体。实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有_____。写出难溶物溶于氨水时的离子方程式__________。实验过程中加入C2H5OH 后可观察到析出深蓝色Cu(NH3)4SO4·5H2O晶体。实验中所加C2H5OH 的作用是______。
(3) HClO2、HClO3为氯元素的含氧酸,试推测ClO2-的空间结构:________;HClO3分子中,Cl原子的杂化方式为______;两种酸酸性较强的是_______.
(4)多磷酸盐的酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用角顶氧原子而连接起来的,部分结构如图所示,多磷酸根离子的通式为______。(磷原子数目用n表示)
(5)金属Pt采用“…ABCABC…”型堆积方式,抽出一个晶胞,其正确的是________。
已知金属Pt的密度为21.4 g/cm3,则Pt原子半径的计算式为______pm (只列式,不必计算结果,Pt的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1)。
8、镀镍废水中的Ni2+可用还原铁粉除去。25℃时,部分氢氧化物在废水中开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.6 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.2 |
(1)还原铁粉的制备:向FeSO4溶液中加入NaBH4 (其中H为-1价)可得还原铁粉,同时生成H3BO3和H2。理论上制备1molFe,需NaBH4的物质的量为______mol。
(2)还原铁粉除镍:向废水中加入还原铁粉,可置换出镍。某小组通过实验研究废水中镍的去除效果。
①取五份废水样品各100mL,加酸或碱调节其初始pH不等,再加入等量且过量的铁粉,充分反应后测得废水中镍含量随溶液初始pH的变化如图所示。pH太小,残留的镍含量较高,原因是______;pH>6.6时,残留的镍含量随溶液初始pH增大而增多的原因是______。
②取100mL废水样品,向其中加入适量铁粉,测得溶液的pH、Fe(Ⅱ)的含量和总铁含量变化如图所示,Fe(Ⅱ)表示溶液及沉淀中+2价的铁元素,总铁表示溶液及沉淀中化合态的铁元素。40~60min内,溶液pH约为6.4,该时间段内引起Fe(Ⅱ)含量降低的反应的离子方程式为______。
③另取100mL pH约为5.8的废水样品,加入FeCl3溶液,废水中镍含量也有明显降低,原因是______。
9、(1)皂化实验中,加入的乙醇可以增大油脂与NaOH溶液的接触面积,其原因是___________。
(2)物质的摩氏硬度如下表所示:
| 金刚石 | 晶体硅 | |
摩氏硬度 | 10 | 7 |
的摩氏硬度比金刚石大的原因是___________。
10、某兴趣小组拟制备氯气并验证其一系列性质。
Ⅰ.(查阅资料)
①当溴水浓度较小时,溶液颜色与氯水相似也呈黄色。
②硫代硫酸钠溶液在工业上可作为脱氯剂。
Ⅱ.(性质验证)实验装置如图所示(省略夹持装置)
实验步骤:(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是__;装置C中Ⅱ处加的试剂可以是___(选填下列字母编号)。
A.碱石灰 B.硅胶 C.浓硫酸 D.无水氯化钙
(2)装置B的作用有___。
(3)写出装置F中相应的离子反应方程式:__。
Ⅲ.(探究与反思)
(1)图中设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性,有同学认为该设计不能达到实验目的,其理由是__。该组的同学思考后将上述D、E、F装置改为如图装置,实验操作步骤如下:
①打开弹簧夹,缓缓通入氯气。
②当a和b中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当a中溶液由黄色变为棕色时,停止通氯气。
④__。
(2)设计步骤③的实验思想是__。
(3)步骤④的操作是__。
11、合成氨的原料气N2和H2通常是以焦炭、水和空气为原料制取的,其主要反应是:①2C+O22CO②C+H2O(g)
CO+H2③CO+H2O(g)
CO2+H2,某次生产中将焦炭、H2O(g)和空气(设空气中N2和O2的体积比为4:1)混合反应,所得气体产物经分析,组成如表:
气体 | CO | N2 | CO2 | H2 | O2 |
常温常压下体积(m3) | x | 20 | 19 | 60 | 1.0 |
(1)求表中数据x=___。
(2)已知常温常压下,1mol气体的体积为24.5L,求该生产中参加反应的焦炭的质量___kg。
12、钛(Ti)及其化合物的应用研究是目前前沿科学之一,请回答下列问题:
(1)基态钛原子的电子排布式为_______,核外电子占据的轨道数为_______。
(2)与钛位于同一周期且基态原子单电子数与钛相同的元素,第一电离能由大到小的顺序为_______(用元素符号填空)。
(3)TiCl4常温下为无色液体,熔点250K,沸点409K,则TiCl4属于_______晶体。TiCl4在水中或空气中极易水解,露置于空气中形成白色烟雾,烟雾中的固体成份可用TiO2·nH2O表示,请写出TiCl4在空气中产生烟雾的化学方程式:_______。
(4)TiO2作光催化剂可将甲醛、苯等有害气体转化为CO2和H2O。
①上述含碳原子的分子中,碳原子的杂化方式为sp2的是_______(填名称,下同),属于极性分子的是_______。
②下列各组微粒互为等电子体的是_______(填字母标号)。
A.H2O与SO2 B.CO2与N2O C.CH2O与BF3 D.C6H6与B3N3H6
(5)金红石(TiO2)的晶胞结构如图所示,晶胞内均摊的氧原子数为_______;设NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g·cm-3(用含相关字母和符号的代数式表示)。
13、碲(Te)单质广泛应用于冶金等行业。用辉碲铋矿(主要成分为,含少量杂质CaO)为原料制取单质Te的工艺流程如下:
已知:25℃时的
回答下列问题:
(1)烧渣的主要成分是,写出焙烧反应的化学方程式_______,气体Y不能排放到空气中,写出处理气体Y的一种方法_______。
(2)为提高烧渣碱浸速率,除将烧渣粉碎外,还可采取的措施是_______(写出1条)。
(3)Te位于元素周期表第ⅥA族,则碱浸后的滤液中Te的存在形式是_______(填粒子符号)。测得碱浸后的滤液中,向
该滤液中加入NaF固体进行沉钙操作,则需最少加入_______gNaF达到沉钙完全。(溶液中的离子浓度
时,可认为沉淀完全)
(4)反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是_______。
(5)写出反应2的离子方程式_______。