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、在实验室里,某同学取一小块金属钠做与水反应的实验。试完成下列问题:
(1)切开的金属钠暴露在空气中,最先观察到的现象是______________________________,所发生反应的化学方程式是______________________________。
(2)将钠投入水中后,钠熔化成一个小球,根据这一现象你能得出的结论是:
①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
将一小块钠投入盛有饱和石灰水的烧杯中,不可能观察到的现象是________(填编号)。
A.有气体生成
B.钠融化成小球并在液面上游动
C.溶液底部有银白色的金属钙生成
D.溶液变浑浊
(3)在钠与水反应过程中,若生成标准状况下224 mL的H2,则转移的电子的物质的量为________________。
(4)根据上述实验过程中钠所发生的有关变化,试说明将金属钠保存在煤油中的目的是___________。
3、K2SO4是制备K2CO3、KAl(SO4)2等钾盐的原料,可用于玻璃、染料、香料等工业,在医药上可用作缓泻剂,在农业上是主要的无氯钾肥。以下是用氨碱法从明矾石提取硫酸钾工艺流程图。明矾石主要成分为K2SO4•Al2(SO4)3•4Al(OH)3 ,通常含有少量SiO2、Fe2O3等。
回答题:
(1)用28%氨水(密度为0.898g/L)配制4%氨水(密度为0.981g/L)500mL,需28%氨水______mL,配制溶液时,应选用的仪器是______(选填序号)。
(a)20mL量筒 (b)100 mL量筒 (c)500 mL量筒 (d) 500 mL容量瓶
(2)填写下列操作名称:操作Ⅰ_________、操作Ⅱ_________、操作Ⅲ_________。
(3)硅渣主要成分是___________,(写化学式),脱硅后的固体为红泥,可用于_________。
(4)上述流程中可以循环使用的物质X是__________________。
(5)钾氮肥的主要成分是__________,请设计实验检验钾氮肥中(除K+以外)的阳离子:(写出所需试剂、实验步骤和结论)_________________;
(6)为了测定钾氮肥中钾的含量,在试样完全溶于水后,加入足量氯化钡溶液,得到白色沉淀a克,若要计算K2SO4的物质的量,还需要_____________数据,列出计算式:_____________________。
4、一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。
5、【化学——选修3:物质结构与性质】硼和氮元素在化学中有很重要的地位,回答下列问题:
(1)基态硼原子核外电子有____ ____种不同的运动状态,基态氮原子的价层电子排布图为_________________。预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。(CH3)2NNH2中N原子的杂化方式为_________。
(2)化合物H3BNH3是一种潜在的储氢材料,可利用化合物B3N3H6通过如下反应制得:3CH4+2B3N3H6+ 6H2O=3CO2+6H3BNH3
①H3BNH3分子中是否存在配位键_______________(填“是”或“否”),B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为___________________。
②与B3N3H6互为等电子体的分子是_____________(填一个即可),B3N3H6为非极性分子,根据等电子原理写出B3N3H6的结构式____________________________。
(3)“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量,在太阳能电池板材料中除单晶硅外,还有铜,铟,镓,硒等化学物质,回答下列问题:
①SeO3分子的立体构型为_____________。
②金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象,但投入氨水与H2O2的混合溶液中,则铜片溶解,溶液呈深蓝色,写出该反应的离子反应方程式为 。
③某种铜合金的晶胞结构如图所示,该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为pm,则该晶体的密度为_________________(用含a的代数式表示,设NA为阿
伏伽德罗常数的值)。
6、铋(Bi)的无毒与不致癌性有很多特殊用途,其化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含杂质PbO2等)制备Bi2O3的工艺如下:
已知:①25℃时,K sp(FeS)=6.0×10-18 K sp(PbS)=3.0×10-28
K sp(Bi2S3)=1.6×10-20
②溶液中的离子浓度小于等于10-5mol • L-1时,认为该离子沉淀完全。
(1)Bi位于元素周期表第六周期,与N、P同族,Bi的原子结构示意图为________。
(2)“浸出”时Bi2S3与FeCl3溶液反应的化学方程式为___________________;反应液必须保持强酸性,否则铋元素会以BiOCl(碱式氯化铋)形式混入浸出渣使产率降低,原因是________(用离子方程式表示)。
(3)“母液1”中通入气体X后可循环利用,气体X的化学式为________。
(4)“粗铋”中含有的杂质主要是Pb,通过熔盐电解精炼可达到除杂的目的,其装置如右图。电解后,阳极底部留下的为精铋。阳极材料为____________,阴极的电极反应式为________________。
(5)碱式硝酸铋直接灼烧也能得到Bi2O3,上述工艺中转化为碱式碳酸铋再灼烧,除了能改良产品性状,另一优点是________。“母液2”中可回收的主要物质是________。
(6)25℃时,向浓度均为0.1mol·L-1的Fe2+、Pb2+、Bi3+的混合溶液中滴加Na2S溶液,当Pb2+恰好沉淀完全时,所得溶液中c(Fe2+):c(Bi3+)=__________________
7、
I.如图所示为晶体A的结构,已知晶体A仅由一种元素X组成。X的一种单质可由金属镁与XY2气体加热反应获得。请回答下列问题:
(1)晶体A的名称为__________。
(2)晶体A中X原子的杂化方式为________。
(3)每个A原子参与形成______个6元环。
(4)将每个X原子视为一个球,若X原子的半径为R,1个晶胞中X原子的总体积为V,设一个晶胞的体积为V0,定义堆体积系数α=,则该晶体的堆积系数α=_____(保留1位有效数字,取
,π≈3)
(提示:图中箭头标记的两个原子是相切的,两个原子球心分别位于立方体晶胞顶点和立方体晶胞体对角线四等分点)
II.由分子光谱测得的断裂1个化学键所需的能量称为光谱解离能(D0),1个化学键包含的原子相互作用能称为平衡解离能(D1),两者的关系为
实验测得X-X键振动频率γ=2×1014Hz;
普朗克常数h=6×10-34J·s
阿伏伽德罗常数NA=6×1023mol-1
X为光谱常数。平衡解离能的计算式为;
由实验测得D1=6×10-19J;
用阿伏加德罗常数NA乘D0得到断裂1mol化学键所需的能量E,E称为键能:E=NAD0。
请回答下列问题:
(1)X-X键的键能为______kJ/mol。
(2)1mol晶体A中有_____molX-X键。
(3)原子化热的定义为:断裂lmol晶体中所有化学键需要吸收的热量。原子晶体的原子化热类似于离子晶体的晶格能,那么晶体A的原子化热为______kJ/mol。
8、回答下列问题:
(1)立方氮化硼(BN)是一种超硬材料,硬度仅次于金刚石;砷化镓(GaAs)是一种重要半导体材料,具有空间网状结构,比较立方氮化硼和砷化镓熔点的高低并说明理由:____。
(2)四种有机物的沸点数据如表:
物质 | CH3OH | C2H6 | CH3(CH2)9OH | CH3(CH2)9CH3 |
相对分子质量 | 32 | 30 | 158 | 156 |
沸点/℃ | 64.5 | -88.6 | 228 | 196 |
CH3OH和C2H6沸点相差较大,CH3(CH2)9OH和CH3(CH2)9CH3沸点相差较小,原因是____。
9、在一个容积不变的密闭容器中,发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
(1)当n(NO):n(O2)=4:1时,O2的转化率随时间的变化关系如下图所示。
①A点的逆反应速率v逆(O2)_____B点的正反应速率v正(O2)(填“大于”、“小于”或“等于” )。
②NO的平衡转化率为______;当达到B点后往容器中再以4:1 加入些NO和 O2,当达到新平衡时,则NO的百分含量 B点NO的百分含量(填“大于”、“小于”或“等于” )。
③到达B点后,下列关系正确的是( )
A.容器内气体颜色不再变化 B.v正(NO)=2 v正(O2)
C.气体平均摩尔质量在此条件下达到最大 D.容器内气体密度不再变化
(2)在下图1和图2中出现的所有物质都为气体,分析图1和图2,可推测:4NO(g)+3O2(g)=2N2O5(g) △H= 。
(3)降低温度,NO2(g)将转化为N2O4(g),以N2O4、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,Y为 ,有关石墨I电极反应式可表示为: 。
10、三草酸合铁酸钾为翠绿色晶体,易溶于水(0℃时
;100℃时
),难溶于乙醇。110℃下可失去结晶水,230℃时分解。此物质对光敏感,受光照时分解,翠绿色变为黄色,同时产生二氧化碳。用
制备
的原理如下:
①
②
③
实验步骤:
请回答:
(1)“溶解”时,加入H2SO4溶液的作用是_______。
(2)“沉淀”操作为:加入饱和H2C2O4溶液,沸水加热,完全沉淀后用倾析法分离并洗涤沉淀。分离沉淀之前应该将沉淀煮沸几分钟,目的是_______。
(3)下列说法正确的是_______。
A.在“氧化”过程中,应保持合适的反应温度,若温度太低,则氧化速率太慢
B.若“氧化”后的溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明亚铁离子未完全被氧化
C.“酸溶”时若pH过高,Fe(OH)3可能溶解不充分
D.若“酸溶”后溶液浑浊,则需过滤,且最好用热水洗涤沉淀
(4)重结晶前,“一系列操作”是为了得到三草酸合铁酸钾粗产品,从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序:蒸发浓缩→_______→_______→_______→_______→_______→重结晶。
a.加入适量95%乙醇溶液 b.放置于暗处结晶 c.加热烘干 d.蒸发结晶 e.冷却至室温 f.减压过滤 g.用95%乙醇溶液洗涤
(5)重结晶后,产品中K3[Fe(C2O4)3]∙3H2O含量的测定可采用滴定分析等方法。
①下列关于滴定分析的操作,不正确的是_______。
A.滴定润洗时,润洗液应从滴定管下端放出
B.滴定过程中,左手控制活塞,手心需避免碰到活塞
C.用移液管排放溶液时,应将移液管下端垂直插入溶液中
D.滴定开始时,滴定液可以呈线状流下,滴定后期应逐滴下滴
②某同学经过测定,发现产品中K3[Fe(C2O4)3]∙3H2O含量明显偏低,可能原因是_______。
11、用沉淀法测定 KHCO3和 Na2CO3 固体混合物的组成,每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的 Ba(OH)2 溶液,每次实验均充分反应,反应前后溶液体积变化忽略不计,实验记录见下表:
实验序号 | I | II | III | IV | Ⅴ |
样品质量(g) | 3.06 | 6.12 | 9.18 | 12.24 | 15.30 |
Ba(OH)2溶液体积(mL) | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
生成沉淀的质量(g) | 5.91 | 11.82 | 17.73 | 23.64 | 23.64 |
回答下列问题:
(1)样品中KHCO3 和Na2CO3 的物质的量之比_______。
(2)室温下第III组实验所得溶液中的 OH-物质的量浓度为_________。
12、工业上由MnS矿(还含少量FeCO3、MgO等)制备高纯硫酸锰,工艺如图所示:
已知相关金属离子(浓度为0.1mol·L-1)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.8 | 8.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 3.2 | 10.9 |
(1)“酸浸”过程中,MnS(难溶)发生反应的离子方程式为_____________。
(2)“酸浸”时MnO2应过量,目的是____________和将Fe2+氧化为Fe3+。
(3)已知Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38。常温下,当溶液的pH=2时,c(Fe3+)=______________mol·L-1。
(4)“除杂”时若溶液pH过低,Mg2+沉淀不完全,原因是_______________。
(5)“沉锰”反应的化学方程式为_____________。
(6)用MnO2悬浊液吸收SO2也可以制取MnSO4。将SO2和空气的混合气通入MnO2悬浊液,测得吸收液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如图。导致Mn2+、SO42-浓度变化产生明显差异的原因是_____________。
13、实验室常利用“棕色环”现象检验离子。其方法为:取含有
的溶液于试管中,加入FeSO4溶液振荡,然后沿着试管内壁加入浓H2SO4,在溶液的界面上岀现“棕色环”。回答下列问题:
(1)形成“棕色环”主要发生如下反应:
3[Fe(H2O)6]2+++4H+=3[Fe(H2O)6]3++NO↑+2H2O
[Fe(H2O)6]2++NO=[Fe(NO)(H2O)5]2+(棕色)+H2O
[Fe(NO)(H2O)5]2+中,配位数为___________。
(2)与互为等电子体的微粒是___________(任写一例)。
(3)的空间构型是___________,其中N原子的杂化方式是___________。
(4)铁原子在不同温度下排列构成不同晶体结构,在912℃以下排列构成的晶体叫做α-铁;在912℃至1394℃之间排列构成的晶体叫做γ-铁;在1394℃以上排列构成的晶体,叫做δ-铁。晶胞剖面结构如图所示:
①γ-铁的原子堆积方式为___________。α-Fe、δ-Fe晶胞中铁原子个数比为___________。
②已知γ-铁晶体密度为dg/cm3,则Fe原子的半径为___________nm(用含d、NA的式子表示)。