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、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)
3、(1)比较沸点高低:HF______HCl(填“>、<或=”)。试解释原因__________。
(2)书写碱性的甲烷燃料电池的负极的电极反应式___________。
(3)用一个离子方程式说明AlO2-比结合H+能力强___________。
4、硫及其化合物广泛存在于自然界中。
(1)四硫富瓦烯分子结构如图所示,其碳原子杂化轨道类型为_________,根据电子云的重叠方式其含有的共价键类型为___________,1mol四硫富瓦烯中含有σ键数目为__________。
(2)煅烧硫铁矿时发生的反应为FeS2+O2Fe2O3+SO2,所得产物SO2再经催化氧化生成SO3,SO3被水吸收生成硫酸。
①基态S原子存在____________对自旋方向相反的电子。
②离子化合物FeS2中,Fe2+的电子排布式为__________,与S22-互为电子体的离子是____________。
③气体SO3分子的空间构型为__________,中心原子阶层电子对数为____________。
(3)闪锌矿是一种自然界含Zn元素的矿物,其晶体结构属于立方晶体(如下图所示),Zn属于_______区元素,在立方ZnS晶体结构中S2-的配位数为______________,若立方ZnS晶体的密度为ρg·cm-3,晶胞参数a=______nm(列出计算式),晶胞中A、B的坐标分别为A(,
,
)、B(
,
,
),则C点的坐标为____________。
5、某研究小组用黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备C1O2气体,再用水吸收该气体可得C1O2溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成C1O2气体的纯度,且会影响C1O2的吸收率,具体情况如图所示。
(1)据图可知,反应时需要控制的适宜温度是________℃,要达到此要求需要采取的措施是________。
(2)已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下可被ClO3-氧化成SO42-,请写出FeS2、氯酸钠和硫酸溶液混合反应生成二氧化氯(C1O2)的离子方程式:_____________________。
(3)该小组拟以“m (C1O2) /m (NaC1O3) ”作为衡量C1O2产率的指标。若取NaC1O3样品6.0g,通过反应和吸收获得400mL C1O2溶液,取此溶液20mL与37.00mL0.500 mol·L-1 (NH4)2Fe (SO4)2溶液充分反应后,过量的Fe2+再用0.0500 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液20.00mL。反应原理为:
4H++ C1O2+5Fe2+=Cl-+5Fe3++2H2O
14H++ Cr2O72-+6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O
试计算C1O2的“产率”_______________(写出计算过程)。
6、“常见无机物”,主要是指的铝、铁、硫、氯四种元素的单质及化合物。完成下列填空:
(1)四种元素原子的半径大小Fe >______>______>______
(2)铝原子核外电子排布式_________________________,有_________种不同能量级的电子;铝热剂的成分是铝粉与氧化铁的混合物;写出铝热反应的化学方程式____________________
(3)工业上用氯气和__________制取漂粉精;吸收多余氯气的试剂是______________。
(4)硫磺粉末与铁粉混合加热,写出该反应的化学反应方程式并标出电子转移的方向和数目______________________________________________________。
(5)硫的非金属性________于氯(选填“强”、“弱”),用一个事实证明______________________,
再从原子结构的知识加以解释____________________________________________________.
7、某班同学用如下实验探究、
的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、硫酸亚铁固体,均配制成0.1mol/L的溶液。请简述配制溶液的方法:_______。
(2)甲组同学探究与
的反应。取10mL 0.1mol/L KI溶液,加入6mL 0.1mol/L
溶液混合。分别取2mL此溶液于4支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入3滴硝酸酸化的溶液,生成黄色沉淀;②第二支试管中加入1mL
充分振荡、静置,
层呈紫色;
③第三支试管中加入3滴某黄色溶液,生成蓝色沉淀;
④第四支试管中加入3滴KSCN溶液,溶液变红。
实验③加入的试剂为_______(填化学式);实验_______(填序号)的现象可以证明该氧化还原反应为可逆反应。
(3)乙组同学设计如下实验探究亚铁盐的性质。
| 实验方案 | 现象 | 查阅资料 |
I | 1.0mL0.1mol/L | 生成白色沉淀,后沉淀基本变为红褐色 | 在溶液中不存在 |
II | 1.0mL 0.1mol/L | 生成白色沉淀,后沉淀颜色几乎不变 |
①实验I中由白色沉淀生成红褐色沉淀的化学方程式为_______。
②对实验II所得白色沉淀展开研究:
i.取II中少量白色沉淀,充分洗涤,向其中加入稀硫酸,沉淀完全溶解,产生无色气泡;
ii.向i所得溶液中滴入KSCN试剂,溶液几乎不变红;
iii.向ii溶液中再滴入少量氯水,溶液立即变为红色。
根据以上现象,实验中生成的白色沉淀的化学式为_______。若向ⅱ溶液中再加入少量固体,溶液也立即变为红色。发生反应的离子方程式为_______。
(4)丙组同学向乙组同学得到的红色溶液中滴入EDTA试剂,溶液红色立即褪去。通过查阅资料,发现可能是EDTA的配合能力比更强,加入EDTA后,EDTA与三价铁形成了更稳定的配合物,血红色消失。该配合物阴离子的结构如图所示,图中M代表
。配合物中C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_______,
的配位数为_______。
8、严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害,研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的形成及处理具有重要意义。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲_____乙(填“>”、“<”或“=”)。
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是____(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe b.温度和容器体积不变,充入1.0molO2
c.在其他条件不变时,充入1molSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH 溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是_______________。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91: 9 | 1:1 | 9: 91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
由上表判断,NaHSO3溶液显_____性(填“酸”、“碱”或“中”),用化学平衡原理解释:________。
(3)用CH4催化剂还原NO2可以消除氮氧化的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_______kJ。
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+ H2(g) △H<0。一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为1:6.则平衡常数K=______(计算结果保留两位小数)。
9、亚硝酸氯(C1NO)是有机合成中的重要试剂。可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+C12(g)2C1NO(g),
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaC1(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1
②4NO2(g)+2NaC1(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)K2
③2NO(g)+C12(g)2C1NO(g)K3
则K1,K2,K3之间的关系为K3=______________。
(2)已知几种化学键的键能数据如下表(亚硝酸氯的结构为Cl-N=O):
则2NO(g)+C12(g)2C1NO(g)反应的△H和a的关系为△H=______________kJ/mol。
(3)300℃时.2NO(g)+C12(g)2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正=k·cn(ClNO),
测得速率和浓度的关系如下表:
n=____________;k=____________(注明单位)。
(4)在1L的恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1molC12(g),在不同温度下测得c(C1NO)与时间的关系如图A:
①该反应的△H____________0(填“>”“<”或“=”)。
②反应开始到10min时NO的平均反应速率v(NO)=____________mol/(L·min),
③T2时该反应的平衡常数K=____________
(5)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(C12)的变化图象如图B,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是____________点,当n(NO)/n(C12)=1.5时,达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的____________点。
10、某小组电解K2Cr2O7溶液,研究过程如下:
实验一 电压不同时,用石墨电极电解硫酸酸化的pH=2.5的饱和K2Cr2O7 溶液,实验现象如下:
电压/V | 实验现象 |
2.0 | 阳极缓慢产生少量气泡,阴极没有气泡 |
3.0 | 阳极产生较多气泡,阴极产生少量气泡 |
>5.0 | 两极均快速产生大量气泡,阴极产生气泡的速率约为阳极的2倍 |
(1)阳极产生的气体是______________________。
(2)电压为2.0 V时,阴极区检出Cr3+,结合实验现象判断在阴极放电的主要离子是_______。
(3)电压高于5.0 V时,被电解的主要物质是______________。
实验二 探究其他因素对电解K2Cr2O7溶液的影响。用相同强度的稳恒电流(单位时间内转移的电子数始终相同),分别电解3份500 mL相同浓度的K2Cr2O7溶液,电解时间均为30 min。实验结果如下:
实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
电极材料 | 阴极:石墨 阳极:石墨 | 阴极:石墨 阳极:石墨 | 阴极:石墨 阳极:铁 |
加入的物质 | 1 mL浓硫酸
| 1 mL浓硫酸、 少量硫酸铁 | 1 mL浓硫酸 |
电极表面是否产生气泡 | 两极均产生气泡 | 两极均产生气泡 | 阴极:产生气泡 阳极:无明显气泡产生 |
Cr2O72−还原率/% | 12.7 | 20.8 | 57.3 |
阴极变化 | 实验结束后取出电极,仅Ⅰ中阴极上附着银白色固体,经检验为金属Cr |
(4)对比Ⅰ、Ⅱ可知,阴极表面是否析出金属Cr,以及Ⅱ中Cr2O72−的还原率提高均与______填离子符号)有关。
(5)Ⅲ中Cr2O72−还原率较Ⅰ、Ⅱ有较大提高,分析其原因:
①阳极区:阳极反应:_______,进而使Cr2O72−被还原。
②阴极区:由于_______,进而促进了Cr2O72−在阴极区被还原,依据的实验现象是___________。
(6)工业上处理含Cr2O72−的废水,用铁作阳极,控制一定的电压,初始pH为3~4,将Cr2O72−最终转化为难溶的Cr(OH)3除去,结合上述实验,电压不宜过高、pH不宜过小的目的,除节约成本和防止腐蚀设备外,还有__________。
11、某混合物由FeSO4和Cu(NO3)2两种物质组成,为测定其中各组分的含量,进行以下实验操作,同时得到相关实验数据:
假设NO的还原产物只有NO,且完全反应。
(1)原混合物中FeSO4和Cu(NO3)2的物质的量之比为_______;
(2)上述步骤②中n=_______, 请简要写出计算过程_______。
12、甲醇是一种绿色能源。工业上,H2和CO合成CH3OH的反应为2H2(g)+CO(g)→CH3OH(g) ΔH
(1)已知几种键能数据如下表:
化学键 | H-H | C-O | C≡O | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 4076 | 465 | 413 |
则2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH=______kJ·mol-1
(2)采取下列措施,能加快 2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)的正向反应速率的有______(填字母)。
A.升高温度 B.增大压强 C.及时分离甲醇 D.选择高效催化剂
(3)为了探究催化剂甲、乙对合成CH3OH的催化效率,向某恒容密闭容器中投入2molH2和1mol CO,分别在催化剂甲、乙作用下反应(假设催化剂接触面积相等),测得单位时间内甲醇的产率与温度的关系如图1所示。催化效率较高的是______(填“甲”或“乙”)。在催化剂乙作用下,温度在500℃左右时甲醇产率急降,其主要原因可能是______。
(4)分别将1mol CO和2molH2充入一定温度、不同恒定压强下容器中,充分反应达到平衡,测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数与压强、温度的关系如图2所示。
①下列事实能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A.容器中混合气体的密度不再变化
B.容器中混合气体的总压强不再变化
C.容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化
D.容器中CO和H2的体积分数之比不再变化
②图2中压强从大到小排列为______。
③C点平衡常数Kp=______。
④一定温度,恒压条件下,再加入CO、H2各1mol,充分反应达到新的平衡时H2的转化率与原平衡时相比______。(填“变大”“变小”“不变”)
13、利用某化上污泥(主要成分为Cu2Te、Cr2O3以及少量的Au)资源化利用的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)52Te在元素周期表中位于___________族,Cu2Te的名称为___________。
(2)煅烧时,生成TeO2和Na2CrO4的化学反应方程式分别为:___________、___________。
(3)浸出液中的阳离子有H+、TeO2+和___________(填化学符号)。
(4)“还原”时的离子反应方程式为___________,为降低成本,提高原料的利用率。可采取的措施是___________。
(5)在溶液中可转化为
:2
+2H+
+H2O。常温下,初始浓度为1.0mol•L-1的Na2CrO4溶液中达到平衡时,c(
)随c(H+)的变化如图所示。
根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数K=___________。