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) N2H6Cl2属于离子化合物,且每个原子都满足稳定结构。N2H6Cl2的电子式为____。
(2)一定条件下,测定HF的相对分子质量时,实验数据明显大于理论值,原因是_____。
3、磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态磷原子的核外电子排布式为____________________。
(2)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图甲所示。
①第一电离能:磷_____________硫;电负性:磷_____________硫(填“>”或“<”)。
②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_____________。
③每个P4S3分子中含孤电子对的数目为______________。
(3)N、P、As、Sb均是第VA族的元素。
①上述元素的氢化物的佛点关系如图乙所示,沸点:PH3<NH3,其原因是____________;沸点:PH3<AsH3<SbH3,其原因是______________________________________。
②某种磁性氮化铁的晶胞结构如图丙所示,该化合物的化学式为______。
(4)磷化铝熔点为2000℃,它与晶体硅互为等电子体,磷化铝晶胞结构如图丁所示。
①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为_____________________。
②图中A点和B点的原子坐标参数如图丁所示,则C点的原子坐标参数为________。
③磷化铝晶体的密度为ρg·cm-3,用NA表示阿伏加德罗常数的数值,则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为___________cm。
4、碳、氮及其化合物是同学们经常能接触到的重要物质,是科学研究的重要对象。
(1)实验室制取乙炔的化学方程式为___________________________。
(2)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图A所示。用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为___________________________。
(3)合理利用CO2、CH4,抑制温室效应成为科学研究的新热点。一种以二氧化钛表面覆盖Cu2A12O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸(△H<0)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率分别如上图B所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。250℃和400℃时乙酸的生成速率几乎相等,实际生产中应选择的温度为_________℃。
(4)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的 密闭容器中发生反应2NO+2CO2CO2+N2。保持温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间的变化如图C所示。
①平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将______(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②图中a、b分别表示在一定温度下,使用相同质量、不同表面积的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是______(填“a”或“b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____________(任答一条即可)。
(5)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,可用电解原理将溶液中的氨氮物质完全氧化除去。该过程分为两步:第一步:电解产生氯气;第二步:利用氯气将氨氮物质氧化为N2。
①第二步反应的化学方程式为____________________。
②若垃圾渗滤液中氨氮物质的质量分数为0. 034% ,理论上用电解法净化It该污水,
电路中转移的电子数为__________。
5、燃煤排放的尾气中含有二氧化硫、氮氧化物(主要为NO)等污染物,工业上采用不同的方法脱硫脱硝。
(1)工业用漂白粉溶液脱硫脱硝,SO2和NO转化率分别达到100%和92.4%。
①写出漂白粉溶液与SO2反应的离子方程式:___。
②相对于SO2,NO更难脱除,其原因可能是___。(填字母)
a.该条件下SO2的氧化性强于NO
b.燃煤排放的尾气中NO的含量多于SO2
c.相同条件下SO2在水溶液中的溶解性强于NO
③NO转化率随溶液pH变化如图所示。NO中混有SO2能提高其转化率,其原因可能是___。
(2)工业上把尾气与氨气混合,通过选择性催化剂,使NO被氨气还原为氮气,SO2吸附在催化剂表面:当催化剂表面SO2达到饱和后,进行催化剂再生同时产生亚硫酸铵而脱硫。
①NO脱除的化学反应方程式为__。
②工业上催化剂再生采取的措施为___。
(3)电子束尾气处理技术是用电子束照射含有水蒸汽和空气的尾气,产生强活性O把NO和SO2氧化而除去。在实际处理中需向尾气中通入一定量氨气,这样处理得到的产物为___(写化学式)。
6、(加试题)烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染,国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱硫脱硝一体化技术。
(1)脱硫总反应:SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1/2O2(g)=(NH2)SO4(aq)+CO2(g),已知该反应能自发进行,则条件是____(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
(2)电解稀硫酸制备O3(原理如图),则产生O3的电极反应式为______。
(3)室温下,往恒容的反应器中加入固定物质的量的SO2和NO,通入O3充分混合。反应相同时间后,各组分的物质的量随n(O3)∶n(NO)的变化见上图。
① n(NO2)随n(O3)∶n(NO)的变化先增加后减少,原因是____。
② 臭氧量对反应SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)的影响不大,试用过渡态理论解释可能原因__。
(4)通过控制变量法研究脱除效率的影响因素得到数据如下图所示,下列说法正确的是____。
A. 烟气在尿素溶液中的反应:v(脱硫)<v(脱硝)
B. 尿素溶液pH的变化对脱硝效率的影响大于对脱硫效率的影响
C. 强酸性条件下不利于尿素对氮氧化物的脱除
D. pH=7的尿素溶液脱硫效果最佳
(5)尿素的制备:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0。一定条件下,往10 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和1 mol CO2。
① 该反应10 min 后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8 g·L-1,平衡常数K=__。
② 上图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min 时,迅速将体系升温,请在图中画出3~10 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线__________。
7、请回答下列问题:
(1)质谱仪的基本原理是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带电的“碎片”,并根据“碎片”的特征谱分析有机物的结构。利用质谱仪测定某有机物分子的结构得到如图所示质谱图,该有机物的相对分子质量是_______。
(2)离子化合物KSCN各原子均满足8电子稳定结构,写出其电子式_______。
(3)正戊烷与乙醚沸点相近,但正戊烷难溶于水,乙醚的溶解度为8g/100g水,从结构上解释出现这两种情况的原因_______。
8、KBr可用于光谱分析和化学分析等。
(1)制备KBr的一种方法如下:80℃时,向溶有CO(NH2)2的KOH溶液中缓慢加入Br2,至pH为6~7时反应完全,生成CO2、N2等。该反应的化学方程式为_____。
(2)KBr可用于测定苯酚(C6H5OH)样品的纯度,方法如下:取0.5000g苯酚试样,用NaOH溶液溶解后定容成250.00mL溶液;移取25.00mL该溶液,加入25.00mL0.03000mol•L﹣1的KBrO3(含过量KBr)标准溶液,然后加入足量盐酸,充分反应后再加足量KI溶液,充分反应;用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入指示剂,继续滴定至终点,用去16.20mL。测定过程中物质的转化关系如下:
①加入的指示剂为_____。
②计算苯酚样品的纯度(写出计算过程)_____。
9、工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有__________________(写一条)。
(2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,其作用是______________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol•L-1,滤液中残留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕,
(4)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol•L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______________。
(5)沉锰工序中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是______________________。
(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是___________________。副产品A的化学式是________。
10、己二酸[HOOC(CH2)4COOH]是一种十分重要的二元羧酸,主要用在合成尼龙-66、PBAT可降解塑料等生产领域。某实验室采用在碱性条件下,用高锰酸钾氧化环己醇制备己二酸,反应原理为:
已知:环己醇相对分子质量为100,熔点为24℃,沸点为161 ℃,密度为0.95 g/mL;己二酸相对分子质量为146,微溶于水,且温度越低溶解度越小。
实验步骤如下:
i.向三颈瓶中加入3. 5 g碳酸钠和50 mL温水,在搅拌下加入10 g高锰酸钾。
ii.待高锰酸钾溶解后,用滴管慢慢加入2.6 mL环己醇,维持反应温度在43〜47℃之间。
iii.环己醇滴加完毕,待反应完成,使二氧化锰沉淀凝结,然后加适量固体亚硫酸氢钠除去过量的高锰酸钾。
iv.趁热抽滤,滤渣用热水洗涤三次,合并滤液与洗涤液,用浓盐酸调pH至1〜2。
v.将滤液加热浓缩至20 mL左右,冷却,结晶,抽滤,洗涤,干燥,称重(得到产品1.5 g),计算产率。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_______,使用时要从_______(填“上口 ”或“下口 ”)通入冷水。
(2)本实验中高锰酸钾也可用浓硝酸代替,但用浓硝酸代替的缺点是_______ 。
(3)改进后的装置中,滴液漏斗b细支管的作用是_______。
使用改进后的装置,考查了步骤ii中滴加速度分别为6、18、25 s •滴-1共3种情况下的反应状况、滤渣和滤液及产品性状。见下表所示。
滴加时间 /min | 滴加速度 /(s •滴-1) | 反应过程监控 | 滤渣 | 滤液 | 产品性状 |
20 | 6 | 7 min,T=100℃,发生冲料;20 min滴加完,反应完成 | 黑色,偏褐色,量大 | 澄清透明, 偏黄绿色 | 量少,乳白 色,稍黄 |
60 | 18 | Tmax =74℃环己醇滴加完T =44℃ ,60 min反应完成 | 黑色固体 | 无色,澄清, 透明 | 无色晶体 |
90 | 25 | 13min,温度没有变化;23min,T=40°C;Tmax=53℃;环己醇滴加完,T=41℃反应不完全,水浴加热20min,反应完成 | 黑色固体 | 无色,澄清, 透明 | 无色片状晶体,晶型很漂亮 |
(4)步骤iii中除去多余高锰酸钾的原因是_______。
(5)步骤v由为了除去可能的杂质和减少产品损失,可用_______洗涤晶体。
(6)本实验中己二酸的产率为_______% (保留两位有效数字)。
11、将3.00g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表:
| 吸水剂 | CO2吸收剂 |
实验前质量/g | 20.00 | 26.48 |
实验后质量/g | 21.08 | 30.00 |
请回答:
(1)燃烧产物中水的物质的量为_______mol。
(2)该有机物的分子式为_______(写出计算过程)。
12、磷酸二氢钾(KH2PO4)在工业、农业、医药及食品等行业均有广泛的应用。利用氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)制备磷酸二氢钾的工艺流程如图所示(部分流程步骤已省略):
其中,萃取是因为KCl和H3PO4产生的HCl易溶于有机萃取剂。请回答下列问题:
(1)氟磷灰石(Ca5P3FO12)中磷元素的化合价是_______。
(2)用化学反应原理解释KCl和H3PO4生成KH2PO4的原因:_______。
(3)若在实验室中进行操作Ⅰ和Ⅱ,则需要相同的玻璃仪器是_______;沸腾槽不能采用陶瓷材质的原因是_______(用化学方程式表示)。
(4)副产品N的化学式是_______;在得到N的流程中“……”的操作步骤是_______、洗涤、干燥。
(5)在萃取过程中,影响萃取率的因素复杂,下图是投料比对萃取率的影响曲线,在实际操作中,应选择投料比
的范围是_______(填序号)。
A.0.2~0.4 B.0.4~0.6 C.0.6~0.8 D.0.8~1.0 E.1.0~1.2
(6)电解法制备KH2PO4是用石墨作电极,将电解槽分为a区和b区,中间用阳离子交换膜隔离,a区为3 mol·L-1 H3PO4,b区为3 mol·L-1 KCl。阳极区为_______(填“a”或“b”)区,其电极反应式是_______。
13、氧化钪()是一种稀土氧化物,广泛地应用于航天、激光、导弹等尖端科学领域.钛铁矿主要成分为
、
、
,还含有
、
、
等元素,从钛铁矿中提取
的流程如图:
已知:①当离子浓度减小至时可认为沉淀完全。
②室温下完全沉淀的pH为1.05
③。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,要适当升高温度或将钛铁矿粉粹等措施,其目的是_______。
(2)“酸浸”后元素转化为
,其水解反应的化学方程式是_______。
(3)“洗钛”时的作用之一是与
反应生成
,该离子为橘黄色的稳定离子,
的化合价为_______,
还起到的作用是_______。
(4)“酸溶”后滤液中存在的金属阳离子、
、
浓度均小于
,再用氨水调节溶液pH使
、
沉淀完全而
不沉淀,则调pH应控制的范围是_______。
(5)加草酸“沉钪”的离子方程式为_______,获得的实验操作方法是_______。