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、将CH4、CO2催化重整为可用的化学品,对缓解能源危机、改善环境意义重大。
(l)以Fe(OH)3为脱硫剂,通过复分解反应吸收H2S,产物是H2O和___________。
(2)过程A主要涉及以下反应:
i. CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol
ii. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ/mol
①反应i的化学平衡常数K随温度的变化关系是____。
②分析反应iixt反应i中CO2转化率可能的影响并说明理由:____(写出一种即可)。
(3)某科研团队利用Ni、CaO、Fe3O4三种催化剂在850℃下“超干重整”CH4和CO2;
过程I.通入CO2和CH4,所得CO被吸收,H2O被分离出体系,如下面左图所示。
过程Ⅱ.H2O被分离后,向该装置中再通入He气,使催化剂再生并获得CO,如下面右图所示。
①CH4和CO2重整为CO、H2O的热化学方程式是____________。
②结合反应方程式简述Fe3O4的催化作用:___________。
③CaO对Fe3O4是否起到催化作用至关重要,实验研究结果如下表:
编号 | 催化剂 | 是否添加CaO | 还原产物 |
1 | Fe3O4 | 添加 | 有Fe |
2 | Fe3O4 | 不添加 | 无Fe |
运用有关化学原理解释实验结果:____。
3、氮及其化合物在自然界中存在循环,请回答下列问题:
(1)氮元素在周期表中的位置是_______,氮原子核外电子共占据_______个轨道,最外层有_______种不同能量的电子。
(2)氨气分子的空间构型为_______,氮的最高价氧化物对应水化物的酸性比磷酸的酸性_______(填“强”或者“弱”)。
(3)工业合成氨反应的化学平衡常数表达式为_______。一定条件下,在容积为2L的密闭容器中模拟该反应,测得10min时氮气为0.195mol,请计算0 ~ 10min的氨气的化学反应速率为_______。据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是_______(用文字表达)。
(4)工业上用氨水吸收SO2尾气,若最终得到(NH4)2SO4,则该溶液中c(NH)与c(SO
)之比_______2:1(选填“>”、“<”、“=”),请结合离子方程式解释其原因_______。
4、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 |
5、将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源,还能防治空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)右图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,
请判断该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中 所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受电子对形成,SO42-的空间构型是 ,该物质中N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+ 的配位数是 ,
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
6、碳氢化合物是重要的能源物质。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。己知:有关化学反应的能量变化如下图所示。
则相同条件下,反应C3H8(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=___ kJ·mol-1 。
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池正极反应式为________________。
(3)常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3) = 1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的平衡常数K1=__________。(结果保留2位有效数字)(己知10-5.60=2.5×10-6)
(4)用氨气制取尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H<0
某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2,该反应进行到40s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。
①理论上生产尿素的条件是______。(填选项编号)
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
②下列描述能说明反应达到平衡状态的是_____________。
A.反应混合物中CO2和H2O的物质的量之比为1:2
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗2a molNH3,同时生成a molH2O
D.保持温度和容积不变,混合气体的压强不随时间的变化而变化
③该温度下此反应平衡常数K的值为____________。
④图中的曲线I表示该反应在前25s内的反应进程中的NH3浓度变化.。在0~25s内该反应的平均反应速率v(CO2)=___________。
保持其它条件不变,只改变一种条件,图像变成II,则改变的条件可能是_______________。
7、某化工厂生产化工原料的同时会产生多右种废液,其有机废液的主要成分为苯胺、苯酚、苯甲醇(都微溶于水),其无机废液的主要污染成分为Cr2O72-,该工厂处理废液的方法如下:
I.利用物质的酸碱性,从有机废液中分离、回收有机物
(1)物质A为______,物质B为______, 物质C为_________。(填写化学式)
(2)若想选用一种试剂仅仅将苯甲酸与其他种物质分开,则应选用的试剂是______。
II.利用纳米级Cu2O处理含有Cr2O72-的酸性废水
已知:Cu2OCu+CuSO4;pH=5时Cr3+会形成Cr(OH)3沉淀
(3)工业上用肼(N2H4)与新制的Cu(OH)2反应制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该反应的化学方程式为____________。
(4)光照时,会在形成的微电极上发生电极反应,反应原理如下图所示,
对Cu2O的作用提出两种假设:
a. Cu2O作光催化剂;
b. Cu2O与Cr2O72-发生氧化还原反应
己知:Cu2O的添加量是1.74×10-4mol/L,Cr2O72-的初始浓度是9.60×10-4mol/L;对比实验,反应1.5小时结果如右图所示。结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论是假设_____成立,写出该过程的正极反应方程式:_______________。
(5)溶液的pH对Cr2O72-降解率的影响如下图所示。
由上图可知,pH=3时,Cr2O72-的降解率最大;pH=2与pH=5时,Cr2O72-的降解率低的原因分别可能是___________、______________。
8、近日,《自然—通讯》发表了我国复旦大学魏大程团队开发的一种共形六方氮化硼修饰技术,可直接在二氧化硅表面生长高质量六方氮化硼薄膜。
(1)下列N原子的电子排布图表示的状态中,能量最高的是___,能量最低的是___(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(2)第二周期主族元素中,按第一电离能大小排序,第一电离能在B和N之间的元素有___种。
(3)Na与N形成的NaN3可用于制造汽车的安全气囊,其中阴离子的空间构型为___,Na在空气中燃烧则发出黄色火焰,这种黄色焰色用光谱仪摄取的光谱为___光谱(填“发射”或“吸收”)。
(4)已知NH3分子的键角约为107°,而同主族磷的氢化物PH3分子的键角约为94°,试用价层电子对互斥理论解释NH3的键角比PH3的键角大的原因:___。
(5)BH3·NH3是一种有效、安全的固体储氢材料,可由BH3与NH3反应生成,B与N之间形成配位键,氮原子提供___,在BH3·NH3中B原子的杂化方式为___。它的性质与乙烷有所不同:在标准状况下为无色无味的白色固体,在水中溶解度也较大,其原因是___。
(6)立方氮化硼属于原子晶体,其晶胞结构如图1所示,可认为氮原子处于硼原子围成的某种空隙中,则氮原子处于硼原子围成的___(填空间结构)空隙中。图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”标明N的相对位置___。
已知立方氮化硼的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中硼原子与氮原子的最近距离为___nm。(只要求列算式)
9、水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件,某课外小组用碘量法测定沱江河中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
I.采集水样及氧的固定:
用溶解氧瓶采集水样,记录大气压及水温。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
Ⅱ.酸化及滴定:
将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成I2(2S2O32-+I2====2I-+S4O62-)。
回答下列问题:
(1)氧的固定中发生反应的化学方程式为____________________。
(2)固氧后的水样用稀H2SO4酸化,MnO(OH)2被I-还为Mn2+,发生反应的离子方程式为______________________________。
(3)标准Na2S2O3溶液的配制。
①配制amol·L-1480mL该溶液时,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和__________。
若定容时俯视,会使配制的Na2S2O3浓度__________(选填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
②Na2S2O3溶液不稳定,配制过程中,用蒸馏水须煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除__________及二氧化碳。
(4)取100.00mL水样经固氧、酸化后,用amol·L-1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉作指示剂,达到滴定终点的现象为____________________;若消耗Na2S2O3溶液的体积为bmL,则水样中溶解氧气的含量为____________________mol/L。
10、“奥密克戎”对人体健康危害降低,但患者仍会出现高烧发热、身体疼痛等症状。对乙酰氨基酚(,M=151g·mol-1)具有解热镇痛的效果,其解热作用缓慢而持久,具有刺激性小、极少有过敏反应等优点。某科学小组在实验室进行对乙酰氨基酚的制备,物质转化流程如下(部分产物已略去):
(1)步骤I中,亚硝酸因不稳定易分解产生体积比为1:1的NO和NO2,工业上常通入空气进行废物利用制备硝酸,请写出该反应的化学方程式_______。
(2)步骤II为对亚硝基苯酚的还原过程,其装置如图1所示。
该科学小组通过实验测定了不同温度下的对亚硝基苯酚还原产率,数据如下表:
温度/°C | 25 | 45 | 55 | 65 |
产率/% | 52.6 | 64.7 | 62.5 | 58.8 |
①通过实验,步骤II中最佳反应温度为_______°C;
②该反应放热易导致反应速率过快,要适当控制反应速率,结合装置最有效的操作是_______;
③步骤II中主要发生的反应为:,实际操作中,硫化钠的实际用量比理论量高些,其目的是_______。
(3)步骤III中须用硫酸酸化步骤II反应后的混合溶液,以便析出对氨基苯酚。若加入硫酸过多、过快,可能导致发生副反应的离子方程式为_______。
(4)步骤IV为对氨基苯酚的乙酰化反应,实验装置如图2所示。其中,冷凝管的进水口是_______(填“a”或“b”);反应结束后,得到的晶体需用冰水洗涤,其目的是_______。
(5)该科学小组用0.2mol苯酚进行实验,该实验中对乙酰氨基酚总产率为55%,实际得到对乙酰氨基酚_______g。
11、(为测定无水Cu(NO3)2产品的纯度,可用分光光度法。已知:4NH3·H2O + Cu2+ = Cu(NH3)+4H2O;Cu(NH3)
对特定波长光的吸收程度(用吸光度 A 表示)与 Cu2+在一定浓度范围内成正比。现测得Cu(NH3)2+的吸光度A与Cu2+标准溶液浓度关系如图所示:
准确称取0.3150g无水Cu(NO3)2,用蒸馏水溶解并定容至100 mL,准确移取该溶液NH3·H2O,再用蒸馏水定容至100 mL,测得溶液吸光度 A=0.620,则无水Cu(NO3)2产品的纯度是_____(以质量分数表示,保留三位有效数字),写出必要的过程。
12、钛酸锂电池是一种较安全的锂离子电池,利用钛酸锂废料(含有少量碳、镍和铁元素),回收其中的有价金属锂和钛并制备高附加值的碳酸锂和二氧化钛产品,工艺流程如图所示:
(1)中
的化合价为______。
(2)酸浸时生成钛酸,提高酸浸速率的措施有:________.(写一条即可)
(3)浸出渣中含有钛酸和少量_________。
(4)已知:.常温时通过调节溶液
大于________,达到除杂目的。
若要将镍、铁从浸出液中分步除去,达到分离镍和铁的目的,方案为___________,然后继续调,过滤得到
。
(5)用碳酸钠“沉锂”的离子方程式为___________________________;碳酸钠的添加量(理论用量的倍数)对的收率及纯度影响如图所示.代表
纯度的曲线为___________(填“a”或“b”)。
(6)工业上向尾液中加入的目的是___________(填编号)。
A.进一步回收金属锂 B.得到产品 C.除杂 D.污水处理
13、二氧化钛是一种重要的白色颜料和瓷器釉料。实验室利用钛铁矿(含60.8%的)制备二氧化铁的流程如下:
已知:(i)氧化性(无色)
(紫色)
(ii)绿矾()在水中的溶解度如下表:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
溶解度/g | 15.7 | 20.5 | 26.5 | 32.9 | 40.2 | 48.6 |
回答下列问题:
(1)步骤①,焙炒钛铁矿使转化为
,所用的沙浴加热示意图如下,图中还缺少的玻璃仪器为___________(填仪器名称)。
(2)步骤②,为避免在热水中提前水解,焙炒产物需冷却后再转移至装有适量温水的烧杯,并留意水温上升不要超过60℃,“水温上升”的原因是___________。
(3)步骤③,浸出液中主要的阳离子为、
、
、
,在不断搅拌下向浸出液中缓慢加入___________(填试剂X名称)至溶液恰好变为紫色;紫色溶液经过___________(填实验操作),过滤、干燥,得到绿矾。
(4)步骤④,在沸水中水解为
,其化学方程式为___________;过滤后,先用热的稀硫酸洗涤沉淀,除去___________(填离子符号),判断该洗条已达到目的的实验方案是___________。
(5)步骤⑤,经煅烧得到1.56g,而实验所用钛铁矿的质量为10.0g,则产率=___________。