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、下图中,固体A是铁锈的主要成分。
请回答:
(1)白色沉淀E的化学式____________。
(2)写出A---B的化学方程式_____________________。
(3)写出C---D在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式______________________。
3、运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1) 用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的 活性炭和NO,发生 反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)△H=QkJ/mol。 在T1℃时,反应进行到不同时间(min) 测得各物质的浓度(mol/L) 如下:
浓度 时间 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
①30min 后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母编号)
a.通入一定量的NO b.加入定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
② 若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3: 1: 1,则Q_____ 0 (填“>”或“<”<)。
(2) 某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,则得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示,利用以下反应:NO+CON2+CO2( 有CO) 2NO
N2+ O2 (无CO)
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C2H6与NO2发生反应的化学方程式_________________。
③以NO2、O2 熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为__________________。
(3) 天然气的一个重要用途是制取氢气,其原理如下:
已知:① 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1
②CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H2
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3
1)科学家提出一种利用天然气制备氢气的方法: CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=_____
2)这种方法的推广与使用,不仅实现资源综合利用,而且还能解决环境问题是_________。
4、【化学——物质结构与性质】
氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。回答下列问题:
(1)基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是________。前4周期元素中,基态原子核外电子排布成单电子数最多的元素的价层电子排布式为__________________。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是__________________________
(3)N2F2分子中N原子的杂化方式是___________________,l mol N2F2含有______mol键。
(4)NF3的键角______NH3的键角(填“<”“>”或“=”),原因是__________________。
(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。l mol NH4BF4_________mol配位键。
(6)安全气囊的设计原理为6NaN3+FeIO3Na2O+2Fe+9N2↑
①等电子体的原理是:原子总数相同,价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征,具有许多相近的性质。写出两种与N3-互为等电子体的分子或离子____________。
②Na2O的晶胞结构如图所示,品胞边长为566pm,晶胞中氧原子的配位数为_____,Na2O晶体的密度为_____g·cm-3(只要求列算式,不必计算出结果)
5、铜及其化合物有着广泛的应用。某实验小组探究的性质。
I.实验准备:
(1)由固体配制
溶液,下列仪器中需要使用的有_________(填序号)。
实验任务:探究溶液分别与
、
溶液的反应
查阅资料:
已知:a.(深蓝色溶液)
b.(无色溶液)
(深蓝色溶液)
设计方案并完成实验:
实验 | 装置 | 试剂x | 操作及现象 |
A |
|
| 加入 |
B |
| 加入 |
现象分析与验证:
(2)推测实验B产生的无色气体为,实验验证:用蘸有碘水的淀粉试纸接近试管口,观察到__________。
(3)推测实验B中的白色沉淀为,实验验证步骤如下:
①实验B完成后,立即过滤、洗涤。
②取少量已洗净的白色沉淀于试管中,滴加足量________,观察到沉淀溶解,得到无色溶液,此反应的离子方程式为__________;露置在空气中一段时间,观察到溶液变为深蓝色。
(4)对比实验A、B,提出假设:增强了
的氧化性。
①若假设合理,实验B反应的离子方程式为和__________。
②下述实验C证实了假设合理,装置如图8(两个电极均为碳棒)。实验方案:闭合K,电压表的指针偏转至“X”处;向U形__________(补全实验操作及现象)。
Ⅱ.能与
、
、
、
等形成配位数为4的配合物。
(5)硫酸铜溶液呈蓝色的原因是溶液中存在配离子_________(填化学式)。
(6)常见配合物的形成实验
实验操作 | 实验现象 | 有关离子方程式 |
滴加氨水后,试管中首先出现蓝色沉淀,氨水过量后沉淀逐渐__________,得到深蓝色的透明溶液,滴加乙醇后析出_________色晶体 |
6、二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如上图所示。
①若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为________。
②“热分解系统”中每分解1molFexOy,转移电子的物质的量为________。
工业上用CO2和H2反应合成甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)===CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=________kJ·mol-1。
①一定条件下,上述合成甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填字母)。
a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的值变小
②在某压强下,合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如下图所示。T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=__________;KA、KB、KC三者之间的大小关系为____________。
(3)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH)________(填“>”、“<”或“=”)c(HCO
);反应NH
+HCO
+H2O=NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=__________。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7,K2=4×10-11)
7、[化学-选修3:物质结构与性质]
铁氧体是一种磁性材料,具有广泛的应用。 -
(1)基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]_______。
(2)工业制备铁氧体常使用水解法,制备时常加入尿素[CO(NH2)2 ]、醋酸钠等碱性物质。尿素分子中四种不同元素的电负性由大至小的顺序是____________;醋酸钠中碳原子的杂化类型是_________。
(3)工业制备铁氧体也可使用沉淀法,制备时常加入氨(NH3)、联氨(N2H4)等弱碱。比较下表中氨(NH3)、联氨(N2H4)的熔沸点,解释其高低的主要原因________。
| N2H4 | NH3 |
熔点/℃ | 2 | -77.8 |
沸点/℃ | 113.5 | -33.5 |
(4)下图是从铁氧体离子晶体Fe3O4中,取出的能体现其晶体结构的一个立方体,则晶体中的氧离子是否构成了面心立方最密堆积______(填“是”或“否”),该立方体是不是Fe3O4的晶胞______(填“是”或“否”),立方体中三价铁离子处于氧离子围成的_____空隙(填空间结构)。
(5)解释该Fe3O4晶体能导电的原因________,根据上图计算Fe3O4晶体的密度_____g•cm-3。 (图中a=0.42nm,计算结果保留两位有效数字)
8、硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。
(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:
ⅰ.水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1
ⅱ.氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2
已知反应中相关的化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | C=O(COS) | C=S | H-S | |
E/kJ·mol-1 | 436 | 745 | 580 | 339 | 1076 |
①恒温恒压下,密闭容器中发生反应i。下列事实能说明反应i达到平衡状态的是_______。 (填标号)
a.容器的体积不再改变
b.化学平衡常数不再改变
c.混合气体的密度不再改变
d.形成1molH—O键,同时形成1molH—S键
②一定条件下,密闭容器中发生反应i,其中COS(g)的平衡转化率()与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)
③反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),发生反应ii,COS的平衡转化率为_____________。
(2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为_____________________________。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为________________________________。
(3)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。
②Ksp(HgS)=_____________________。
9、下列各实验中需用浓盐酸而不宜用稀盐酸,请写出反应的化学方程式并阐明理由。
(1)配制SnCl2 溶液时,将SnCl2(s) 溶于浓盐酸后再加水稀释______。
(2)加热MnO2与浓盐酸的混合物制取氯气______。
(3)需用浓盐酸与浓硝酸混合配制王水才能溶解金(生成 HAuCl4)______。
10、FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2。有关物质的性质如下:
| C6H5Cl(氯苯) | C6H4Cl2(二氯苯) | FeCl3 | FeCl2 |
溶解性 | 不溶于水,易溶于苯、乙醇 | 不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水 | ||
熔点/℃ | -45 | 53 | 304 | 670 |
沸点/℃ | 132 | 173 | 316,易升华 | 700 |
(1)用H2还原无水FeCl3制取FeCl2。有关装置如下:
①H2还原少量无水FeCl3制取FeCl2的化学方程式为_____________。
②按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为B→A→___→___→___→E(填字母,装置可多次使用);A中长颈漏斗的作用_____________。
③C中盛放的试剂是_____________。
(2)利用反应2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按如图装置,在三颈烧瓶中放入32.5 g无水氯化铁和过量的氯苯,反应开始前先通N2一段时间,控制反应温度在一定范围加热3 h,反应完成后继续通一段时间N2至装置冷却后,分离提纯得到粗产品。
①仪器a的作用是__________。
②反应中提供过量氯苯的作用是__________。
③反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是____,回收滤液中C6H5Cl的操作方法是______。
④反应后将锥形瓶中溶液配成250 mL,量取25.00 mL所配溶液,用0.400 mol/L的NaOH溶液滴定,终点时消耗NaOH溶液为19.60 mL,则氯化铁的转化率为__________。
11、酸性条件下,与
按物质的量
恰好完全反应,生成的产物能使淀粉溶液变蓝,请完成下列离子方程式的填空与配平。
(________)H++(________)NO2-+(________)I-→(_________)+(__________)+(__________)H2O
根据上述离子方程式,1摩尔参与反应则转移的电子数目是______,反应中被还原的元素是______。
12、草酸亚铁(FeC2O4)作为一种化工原料,可广泛用于新型电池材料、感光材料的生产。以炼钢厂的脱硫渣(主要成分是Fe2O3)为原料生产电池级草酸亚铁晶体的工艺流程如下:
(1)如图是反应温度、加料时间及分散剂的质量分数对草酸亚铁纯度的影响:
从图象可知,制备电池级草酸亚铁晶体的最佳实验条件是_____________________________
(2)写出“还原”过程中既是化合反应又是氧化还原反应的离子方程式______________________
(3)滤渣2中含有TiOSO4,进行热水解可以生成不溶于水的TiO2·H2O,该反应的化学方程式为___________________________。
(4)流程图中“滤液”经处理后得到一种化肥,其化学式为_________。“一系列操作”指___________。
(5)草酸亚铁固体纯度的测定
①准确称取m g草酸亚铁固体样品,溶于30 mL 2 mol·L-1H2SO4溶液中,在60~80℃水浴加热,用100 mL容量瓶配成100.00 mL溶液。
②取20.00 mL,用KMnO4标准溶液(浓度为c mol·L-1)消耗V1 mL。
③向滴定后的溶液中加入适量锌粉,用试剂x检验Fe3+至极微量, 过滤,洗涤,洗涤液并入滤液中。
④继续用KMnO4标准溶液(浓度为c mol·L-1)滴定至终点,消耗V2 mL。
在②中溶液中发生2MnO4-+5H2C2O4+6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O ,还有另一氧化还原反应,写出其离子方程式_____________,步骤③中检验其中微量的Fe3+的试剂x名称是_________溶液,固体样品的纯度为_____________(用含c、V1、V2的式子表示)
13、第四周期过渡元素单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题:
(1)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中,Co3+的配位数是___________,配位体NH3的空间构型为___________。
(2)NiO的晶体结构如图所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C原子的坐标参数为___________。
(3)已知TiC在碳化物中硬度最大,工业上一般在真空和高温(>1800℃)条件下用C还原TiO2制取TiC:TiO2+3C TiC+2CO↑。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为___________;根据所给信息,可知TiC是___________晶体。
(4)已知Zn2+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示。
离子 | Sc3+ | Cr3+ | Fe2+ | Zn2+ |
水合离子的颜色 | 无色 | 绿色 | 浅绿色 | 无色 |
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因:___________。
(5)V2O5是一种常见的催化剂,在合成硫酸、硝酸中起到非常重要的作用。五氧化二钒的结构式为(),则该结构中σ键与π键个数之比为___________。V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4)。VO
与PO
的空间构型相同,其中V原子的杂化方式为___________。