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、电镀废水中含有的络合态镍(Ⅱ)和甘氨酸铬(Ⅲ)等重金属污染已成为世界性环境问题。常用的处理方法是臭氧法和纳米零价铁法。
I.臭氧法
(1)在废水中通入,在紫外光(UV)照射下产生羟基自由基(·OH),氧化分解络合态Ni(Ⅱ)使镍离子游离到废水中,部分机理如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
①写出产生·OH的化学方程式:__________。
②加入一定量的有利于提高氧化效果,原因是____________。
Ⅱ.纳米零价铁法
(2)制备纳米零价铁。
将和
溶液在乙醇和水的混合溶液中混合搅拌(
氛围),充分反应得到纳米零价铁、
、HCl、NaCl和
。写出反应的化学方程式_______________。
(3)纳米零价铁处理甘氨酸铬。
①甘氨酸铬(结构简式如图)分子中与铬配位的原子为_________。
②研究表明:纳米零价铁对有机物的降解通常是产生液相·OH对有机物官能团进行断键,使有机络合态Cr(Ⅲ)被释放到溶液中,同时氧化成无机Cr(Ⅵ)。纳米零价铁对甘氨酸铬的去除机理如图所示:
对初始铬浓度为的甘氨酸铬去除率进行研究,总铬去除率随时间的变化如图所示,其可能的原因是____________。
3、将亚硒酸与高锰酸钾共热可制得硒酸(H2SeO4),配平该反应方程式,并标出电子转移的方向和数目__________。
____H2SeO3 +____KMnO4 →____K2SeO4+____MnSeO4+____H2SeO4+____
4、太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料有单晶硅,还有铜、锗、镓、硒等化合物。
(1)基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为____________。
(2)若基态硒原子价层电子排布式写成4s24px24py4,则其违背了____________。
(3)左下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势,其中表示磷的曲线是____________(填标号)。
(4)单晶硅可由二氧化硅制得,二氧化硅晶体结构如右上图所示,在二氧化硅晶体中,Si、O
原子所连接的最小环为____________元环,则每个O原子连接____________个最小环。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作Na2B4O7·10H2O,实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环,应该写成Na2[B4O5(OH)4]8H2O.其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构。
①该晶体中不存在的作用力是____________(填选项字母)。
A.离子键B.共价键C.金属键D.范德华力E.氢键
②阴离子通过____________相互结合形成链状结构。
(6)氮化嫁(GaN)的晶体结构如图所示。晶体中N、Ga原子的轨道杂化类型是否相同____________(填“是”或“否”),判断该晶体结构中存在配位键的依据是____________。
(7)某光电材料由锗的氧化物与铜的氧化物按一定比例熔合而成,其中锗的氧化物晶胞结构如下图所示,该物质的化学式为____________。已知该晶体密度为7.4g/cm3,晶胞边长为4.3×10-10m。则锗的相对原子质量为____________(保留小数点后一位)。
5、CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法.
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇.
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1
CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-764.6 kJ·mol-1
请写出CO与H2合成甲醇蒸汽的热化学方程式____________________
(2)一定条件下,在溶剂为VL的密闭容器中充入a molCO与2a molH2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示.
①该反应在A点的平衡常数K=_________________(用a和V表示)
②下列能说明反应达到平衡状态的是_____
A.v(CO)=v(H2) B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D. c(CO)=c(H2)
③写出能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施_____________________________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(3)原电池原理:该小组设计的原理示意图如左下图,写出该电池负极的电极反应式______。
(4)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式________________。
(5)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为________________________________(已知25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)
6、以磷石膏(只要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
(1)匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(SO42-)随时间变化见由右图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_____________;能提高其转化速率的措施有____(填序号)
A.搅拌浆料 | B.加热浆料至100℃ |
C.增大氨水浓度 | D.减小CO2通入速率 |
(2)当清液pH接近6.5时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是_________。
(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因___________。
7、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)。
8、我国力争2030年前实现碳达峰,2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅰ. CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH,该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面,H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上,TS表示过渡态):
(1)决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为___________。
(2)下列说法正确的有___________。
a.增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率
b. CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高
c.催化效果更好的是催化剂2
d.使用高活性催化剂可降低反应焓变,加快反应速率
Ⅱ. CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应ii。
反应i: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1
反应ii: CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2
(3)有关物质能量变化如图所示,稳定单质的焓(H)为0,则ΔH2=___________ kJ·mol-1
(4)恒温恒容条件下,仅发生反应ii,反应达到平衡的标志是___________。
a. CO的分压不再发生变化
b.气体平均相对分子质量不再发生变化
c. 气体密度不再发生变化
d. 比值不再发生变化
(5)在5.0MPa,将n(CO2) : n(H2)=5 : 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是___________ (填“a”或“b”)。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大,增大的原因可能是___________。
③250℃时反应i: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=___________(MPa)-2(用最简分数表示)。
9、Na2SO3应用广泛。利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低,优势明显,其流程如下。
(1)举例说明向大气中排放SO2导致的环境问题:_________。
(2)下图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。则初期反应(图中A点以前)的离子方程式是_________。
(3)中和器中发生的主要反应的化学方程式是_________。
资料显示: Ⅰ.Na2SO3在33℃时溶解度最大,将其饱和溶液加热至33℃以上时,由于溶解度降低会析出无水Na2SO3,冷却至33℃以下时析出Na2SO3·7H2O; Ⅱ.无水Na2SO3在空气中不易被氧化,Na2SO3·7H2O在空气中易被氧化。 |
(4)为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度,从而提高结晶产率,中和器中加入的NaOH是过量的。
①请结合Na2SO3的溶解平衡解释NaOH过量的原因_________。
②结晶时应选择的最佳操作是_________(选填字母)。
a.95~100℃加热蒸发,直至蒸干
B.维持95~100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出
C.95~100℃加热浓缩,冷却至室温结晶
(5)为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4,需选用的试剂是_________、_________。
(6)KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量:室温下将0.1260g 成品溶于水并加入淀粉做指示剂,再用酸性KIO3标准溶液(x mol/L)进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色,消耗KIO3标准溶液体积为y mL。
①滴定终点前反应的离子方程式是:IO3-+
SO32- =
_______ +
_______(将方程式补充完整)
②成品中Na2SO3(M = 126 g/mol)的质量分数是_________。
10、海淀黄庄某中学化学小组为探究的性质,进行了下列实验。
[实验一]探究的还原性,波波做了下列实验:
实验 | ⅰ | ⅱ | ⅲ |
实验操作 | |||
实验现象 | 无明显现象 | 通入 | 溶液迅速变成红棕色。两天后,溶液变浅绿色 |
(1)对比实验ⅰ与ⅱ,关于盐酸的作用,珊珊提出两个假设:
假设一:c(H+)增大,提高了的氧化性或
的还原性;
假设二: c(Cl-)增大,降低了还原产物的浓度,提高了的氧化性。
小雨设计实验方案,确认假设一不正确,实验方案是_______。
睿睿查阅资料:(白色沉淀)
。
设计实验方案,确认了假设二正确,实验方案是_______。
(2)写出ⅱ中反应的离子方程式_______。
(3)对比实验ⅱ与ⅲ,针对反应速率的差异,进行了以下探究:
瑛瑛进行理论预测:依据_______反应(写离子方程式),氧化性:,ⅲ的反应速率快于ⅱ的。
萌萌查阅资料:。
结合资料,解释实验ⅱ与ⅲ的速率差异_______。
[实验二]探究的氧化性,邹邹做了下列实验:
实验 | ⅳ | ⅴ | ⅵ |
实验操作 | |||
实验现象 | 无明显现象 | 光亮的紫红色铜片很快变暗,并有黑色沉淀生成,溶液变为棕色 | 无明显现象 |
(4)博博借助仪器检验黑色沉淀是,溶液中没有
。写出ⅴ中反应的离子方程式_______。
(5)反应ⅴ能发生,可能是因为Cu2S的生成提高了Cu的还原性或的氧化性,
的生成提高了Cu的还原性。对比实验ⅳ、ⅴ与ⅵ,昊昊得出结论:起主要作用的是_______。
通过以上实验,既有氧化性又有还原性,条件改变会影响其性质。
11、称取软锰矿样品0.1000 g。对样品进行如下处理:
①用过氧化钠处理,得到MnO42-溶液。
②煮沸溶液,除去剩余的过氧化物。
③酸化溶液,MnO42-歧化为MnO4-和MnO2。
④滤去MnO2。
⑤用0.1000 mol·L-1 Fe2+标准溶液滴定滤液中MnO4-,共用去25.80 mL。
计算样品中MnO2的质量分数______(保留1位小数);写出简要的计算过程。
12、SCR催化剂是工业上广泛应用的燃煤烟气脱硝催化剂,其主要成分为TiO2、V2O5,以及少量SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等。一种从废SCR催化剂中回收钨的工艺如下:
回答下列问题
(1)“酸浸还原”中V2O5转化成可溶于水的VOC2O4,VOC2O4中V的化合价是___________,该反应的化学方程式为___________。可用浓盐酸代替草酸,但缺点是___________。
(2)“碱浸”时WO3转化为WO的离子方程式为___________。
(3)“试剂a”可选用___________(选填“盐酸”、“氢氧化钠”或“氨水”)。“滤渣”的主要成分是___________。
(4)常温下Ksp[Ca(OH)2]=5.5×10-6,Ksp(CaWO4)=8.7×10-9。“沉钨”过程中不断加入石灰乳,当测得“滤液”中pH=13时,c(WO)为___________mol·L-l(保留2位有效数字)
(5)“熔融电解”过程中阴极反应为WO+6e-=W+4O2-。电解过程中石墨阳极有损耗并有气体产生,用反应方程式解释该现象___________。
13、氨是一种重要的化工原料,工业上利用氮气和氢气催化合成氨是人工固氮的主要手段,对人类生存、社会进步和经济发展都有着重大意义。请回答下列问题:
(1)合成氨的反应历程和能量变化如图所示:
①合成氨反应的热化学方程式为_______。
②对总反应速率影响较大的步骤的能垒(活化能)为_______kJ,该步骤的化学方程式为_______。
(2)按照n(N2):n(H2)=1:3投料,发生合成氨反应,NH3的平衡体积分数φ(NH3)在不同压强下随温度变化如图所示。
①判断压强从小到大的顺序为_______,理由是_______。
②A点(700K,0.5MPa)的压强平衡常数Kp=_______,此时的平衡转化率α(N2)=_______。
(3)常温常压下,以N2和H2O为原料的电化学合成氨是极具应用前途的绿色合成氨过程。在阳极室、阴极室中加入Na2SO4电解液,以镍的有机配位化合物与炭黑合成的物质以及铂为电极,实验室模拟氨的电化学合成过程如图所示。
①阳极的电极反应式为_______。
②电路上转移1.5mol电子时,阴极收集到的气体体积小于11.2L(标准状况),可能的原因为_______。