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、氢化铝锂(LiAlH4)是化工生产中广泛应用于药物合成的常用试剂。
(1)LiAlH4可将乙醛转化为乙醇,LiAlH4作该反应的______剂(选填“氧化”“还原”“催化”),用____(填试剂名称)可检验乙醛已完全转化。
(2)配平化学反应方程式。
______LiAlH4+______H2SO4→______Li2SO4+_______Al2(SO4)3+_______H2↑
该反应中H2SO4体现________性。若上述反应中电子转移数目为0.2NA个,则生成标准状况下氢气体积为_____________。
(3)现有两种浓度的LiOH溶液,已知a溶液的pH大于b溶液,则两种溶液中由水电离的c(H+)大小关系是:a_____b(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)铝和氧化铁高温下反应得到的熔融物通常为铁铝合金,设计实验证明其含金属铝。
_____________________________
3、镓(Ga)位于周期表的第四周期,与Al同主族,主要存在Ga3+、GaO2-两种离子形态,被广泛应用于电子工业。
(1)Ga的原子序数为______。
(2)半导体材料氮化稼是由Ga与NH3在一定条件下合成的,该过程中每生成3molH2时,就会放出30.8kJ的热量。
①反应的热化学方程式是________。
②反应的化学平衡翻常数表决达式是_________________。
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是_____(填字母代号).
A.Ⅰ图象中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.Ⅱ图象中纵坐标可以为稼的转化率
C.Ⅲ图象中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图象中纵坐标可以为体系内混合气体的平均相对分子质量
(3)工业上多用电解精炼法提纯稼。具体原理如下图所示:
已知:金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu
①X为电源的_____极,电解精炼稼时阳极泥的成分是__________;
②在电解过程中使某种离子迁移到达阴极并在阴极放电析出高纯稼, 请写出该电解过程中的电极反应方程式:阳极_________;阴极_________。
4、(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
(2)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K= 。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式: 。
(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为 。
5、砷(As)是第四周期第V A族元素,用化学用语回答问题:
(1)砷的最高价氧化物对应的水化物化学式是 _________,气态氢化物的稳定性ASH3________(填写“大于”或“小于”)NH3。
(2)砷在自然界中主要以硫化物形式(如雄黄As4S4、雌黄As2S3等)存在。雄黄和雌黄的转换关系如图1所示:
①气体物质a是 _____________(填化学式)。
②第I步反应的离子方程式是_________________________________。
(3)Na2HAsO3溶液呈碱性,原因是_______________(用离子方程式表示),该溶液中c(H2AsO3-)______ c(AsO33-) (填“>”、“<”或“=”)。
(4)某原电池装置如图2所示,电池总反应为AsO43-++2I-+H2O AsO33-+I2+ 2OH-。当P池中溶液由无色变蓝色时,正极上的电极反应式为_________;当电流计指针归中后向Q中加入一定量的NaOH,电流计指针反向偏转,此时P中的反应式是__________________。
6、硅是最理想的太阳能电池材料,高性能晶硅电池是建立在高质量晶硅材料基础上的。工业上可以用如图所示的流程制取高纯硅。
(1)硅在周期表中的位置是_______________,反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比为:__________________
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3 (沸点31.8℃)中含有少量SiCl4 (沸点57.6℃)和SiH2Cl2 (沸点8.2℃)、SiH3Cl(沸点-30.4℃)提纯SiHCl3采用的方法为__________,整个过程中可以循环利用的物质X是:_____________(填化学式)
(3)提纯粗硅的过程中必须严格控制无水无氧,原因之一是硅的卤化物极易水解,写出SiCl4遇水剧烈反应的化学方程式___________________________________
(4)硅在有HNO3存在的条件下,可以与HF生成H2SiF6,同时有不溶于水的气体生成,该气体遇空气变为红棕色,硅单质发生的化学方程式为_____________________________________________________
(5)某工厂用100吨纯度为75%的石英砂为原料经第一步反应制得的粗硅中含硅28吨,则该过程中硅的产率是:__________(精确到小数点后两位)
7、(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___________。
8、研究K、Ca、Fe、As、T等第四周期元素对生产、生活有重要意义。回答下列问题:
(1)我国中医把雄黄作为解毒剂,用来治疗癣疥、中风等。雄黄的结构如图1.雄黄分子中孤电子对数与成键电子对数之比为___,砷酸常用于制备颜料、砷酸盐、杀虫剂等,则AsO的空间构型是___。
(2)已知KCl、MgO、CaO、TiN的晶体于NaCl的晶体结构相似,且三种离子晶体的晶格能数据如表所示。
离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJ•mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
①Ti3+的电子排布式为___。
②KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为___,原因是___。
(3)Fe的一种晶体结构如图2甲、乙所示,若按甲虚线方向切割乙,得到的截面图中正确的是___。(填字母标号)假设铁原子的半径是rcm,铁的相对原子质量为M,则该晶体的密度为___g/cm3。(列式即可,设阿伏加德罗常数的值为NA)
9、氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为___________________。
(2)氢气能源有很多优点,佴是氢气直接燃烧的能量转化率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:_______________________________________。
(3)在一定条件下,1mol某金属氢化物MHX与ymolH2发生储氢反应生成1 mol新的金属氢化物,写出该反应的化学反应方程式:___________________________________。
(4)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_______。
10、某化学兴趣小组模拟工业生产无水FeCl3.利用如图所示装置向500-600℃的铁屑中通入Cl2生产无水FeCl3。
已知:FeCl3固体呈黑棕色、易潮解、易升华。回答下列问题:
(1)写出用KMnO4和浓盐酸在装置A中制备Cl2的离子方程式:_____。
(2)装置B中加入的试剂是_____,装置C中玻璃丝的作用是____,E中为碱液,其作用是_____。
(3)有同学认为气体通入装置C前应先除去其中含有的HCl,否则会影响所得FeCl3的纯度,对此你的观点是_____。
(4)已知FeCl3·6H2O晶体在水中的溶解度如下:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 50 | 80 | 100 |
溶解度(g/100gH2O) | 74.4 | 81.9 | 91.8 | 106.8 | 315.1 | 525.8 | 535.7 |
则从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是:加入少量盐酸、_____、_____、过滤、洗涤、干燥。
(5)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取2.300g无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100mL容量瓶中,用蒸馏水定容;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入某一指示剂并用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,消耗12.50mL标准液。已知:I2+2=2I-+
①写出加入稍过量的KI溶液发生反应的离子方程式:______。
②样品中氯化铁的质量分数为_______(保留一位小数)。
11、KClO3是一种常见的氧化剂,常用于医药工业、印染工业和制造烟火。实验室用KClO3和MnO2混合加热制氧气,现取KClO3和MnO2的混合物16.60g加热至恒重,将反应后的固体加15g水充分溶解,剩余固体6.55g (25℃),再加5 g水充分溶解,仍剩余固体4.80g(25℃)。
(1)若剩余的4.80g固体全是MnO2,则原混合物中KClO3的质量为___g。
(2)若剩余的4.80g固体是MnO2和KCl的混合物。
①求25℃时KCl的溶解度_____;
②求原混合物中KClO3的质量_____;
③所得KCl溶液的密度为1.72g/cm3,则溶液的物质的量浓度为多少_____?(保留2位小数)
(3)工业常利用3Cl2 + 6KOHKClO3 + 5KCl + 3H2O,制取KClO3(混有KClO)。实验室模拟KClO3制备,在热的KOH溶液中通入一定量氯气充分反应后,测定溶液中n(K+):n(Cl-) = 14:11,将所得溶液低温蒸干,那么在得到的固体中KClO3的质量分数的取值范围为多少_____?(用小数表示,保留3位小数)
12、近日,我国研究人员利用硫氰酸甲基铵{[CH3NH3]+[SCN]-}气相辅助生长技术,成功制得稳定的钙钛矿型甲脒铅碘(FAPbI3)。请回答下列问题:
(1)基态S原子的价电子排布图为_______。
(2)硫氰酸根离子(SCN-)的结构式为_______。
(3)甲脒(FA)的结构简式为
①其组成元素的电负性由小到大的排序为_______,其中碳原子的杂化方式为_______。
②甲脒比丙烷的熔点更高的原因是_______。
(4)水中铅测定方法是用双硫腙与铅反应生成红色双硫腙铅络合物(图1)
①该络合物可溶于四氯化碳,其晶体类型为_______。
②该络合物分子内不存在的微粒间作用力有_______。(选填序号)
a.σ键 b.π键 c.非极性键 d.配位健 e.离子键
(5)FAPbI3的晶体结构单元如图2所示,图中Y表示Pb,位于八面体中心,则甲脒的碘配位数为___。
13、我国科学家利用Fe2Na3红紫素催化剂实现CO2还原制备CO,利用可见光催化还原CO2,将CO2转化为增值化学原料(HCOOH、HCHO、CH3OH等),这被认为是一种可持续的CO2资源化有效途径。
(1)已知几种物质的燃烧热(△H)如表所示:
物质 | HCHO(g) | H2(g) |
燃烧热(△H)/(kJ•mol-1) | -570.8 | -285.8 |
已知:H2O(g)=H2O(l) △H=—44kJ•mol-1,CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H2O(g) △H=_______kJ•mol-1。
(2)在一定温度下,将1molCO2(g)和3molH2(g)通入某恒容密闭容器中,发生反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g),测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表所示:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
φ(CO2) | 0.250 | 0.230 | 0.215 | 0.205 | 0.200 | 0.200 |
达到平衡时CO2的转化率为________。
(3)将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入某密闭容器中,同时发生反应1和反应2。
反应1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ•mol-1
反应2:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2<0。
在不同温度、压强下,测得相同时间内CO2的转化率如图,0.1MPa时,CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是________。
(4)在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和nmolH2(g),仅发生(3)中的反应2。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比[]的关系如图:
①起始时容器内气体的总压强为8pkPa,若10min时反应到达c点,则0~10min内,v(H2)=________mol•L-1•min-1。
②b点时反应的平衡常数Kp=_______(用含p的表达式表示)(kPa)-2。(已知:用气体分压计算的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数)
(5)我国科学家开发催化剂,以惰性材料为阳极,在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO,其阴极的电极反应式为________。
(6)我国学者探究了Biln合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图所示(带“*”表示物质处于吸附态),试从图分析,采用Biln合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因:________。