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、已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一氧化还原反应的体系中,共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质:
(1)该氧化还原反应的体系中,还原剂是______,化合价没有发生变化的反应物是________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(需配平): __________________________。
(3)上述反应中,1 mol氧化剂在反应中转移的电子为_______ mol。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3,溶液又变为紫红色,BiO3-反应后变为无色的Bi3+。证明NaBiO3的一个性质是:_______________________________________。
3、自然界中存在大量的金属元素和非金属元素,它们在工农业生产中有着广泛的应用。
(1)纳米氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料,已知高温下Cu2O比CuO稳定。
①画出基态Cu原子的价电子轨道排布图____________;
②从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因____________。
(2)CuSO4溶液常用作农药、电镀液等,向CuSO4溶液中滴加足量浓氨水,直至产生的沉淀恰好溶解,再向其中加入适量乙醇,可析出深蓝色的Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。
①Cu(NH3)4SO4·H2O晶体中存在的化学键有____________(填字母序号)。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.配位键
②SO42—的立体构型是____________,其中S原子的杂化轨道类型是____________。
③已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是__________________。
(3)NaCl和MgO都属于离子化合物,NaCl的熔点为801.3℃,MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是____________。
(4)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气体中的CO(Ac-代表CH3COO-),该反应是:
[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac(醋酸羰基三氨合铜)(I) △H<0
①C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为____________;
②配合物[Cu(NH3)3CO]Ac中心原子的配位数为_________。
(5)铜的化合物种类很多,右图是氯化亚铜的晶胞结构,已知晶胞的棱长为a cm,则氯化亚铜密度的计算式为:ρ=____________g/cm3(用NA表示阿伏加德罗常数)。
4、回答下列问题
(1)工业上用电解熔融MgCl2制备金属镁,而不用MgO,请结合微观视角解释原因___________。
(2)比较下列锗(Ge) 卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因___________。
| GeCl4 | GeBr4 | GeI4 |
熔点/°C | −49.5 | 26 | 146 |
沸点/°C | 83.1 | 186 | 约400 |
5、Ⅰ.煤炭中以FeS2形式存在的硫,在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应,有关反应的离子方程式依次为:
①2FeS2+7O2+2H2O4H++2Fe2++4SO
;
②Fe2++O2+H+Fe3++________;
③FeS2+2Fe3+3Fe2++2S;
④2S+3O2+2H2O4H++2SO
。
已知:FeS2中的硫元素为-1价。
回答下列问题:
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,将上述②离子方程式配平并补充完整_______。
(2)反应③的还原剂是__________________。
(3)观察上述反应,硫元素最终转化为____________从煤炭中分离出来。
Ⅱ.在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,有关反应的离子方程式是____________________________。在上述蓝色溶液中,继续滴加足量的NaClO溶液,蓝色逐渐消失,有关反应的离子方程式是_______________________。(提示:碘元素被氧化成IO)从以上实验可知,ClO-、I2、IO
的氧化性由强到弱的顺序是________________。
Ⅲ.工业上用黄铜矿( CuFeS2)冶炼铜,副产品中有SO2,冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若CuFeS2中 Fe 的化合价为+2 ,反应中被还原的元素是________(填元素符号)。当生成0.8 mol 铜时,此反应转移的电子数目是________。
6、水是生命之源,它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂。
(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为______________________________;
(2)写出与H2O分子互为等电子体的微粒_________________________(填2种)。
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+)。下列对上述过程的描述不合理的是______________
A.氧原子的杂化类型发生了改变 | B.微粒的形状发生了改变 |
C.微粒的化学性质发生了改变 | D.微粒中的键角发生了改变 |
(4)下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是_________(请用相应的编号填写)
(5)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示),已知冰的升华热是51 kJ/mol,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则冰晶体中氢键的“键能” 是_________kJ/mol;
(6)将白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配离子。请写出生成此配离子的离子方程式:__________________________________________________________。
7、金属硫化物和硫酸盐在工农业生产中有广泛应用。
(1)二硫化钼(MoS2)是重要的固体润滑剂。
向体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3,并充入0.4molH2,
发生反应:MoS2(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s) +2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2S(s) △H =akJ • mol-1,测得在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图所示。
①a________0(填“<”“>”“=”,下同)。
②容器内的总压:P点________Q点。
③P点对应温度下,H2的平衡转化率为________,平衡常数K=________。
(2)辉铜矿(主要成分是Cu2S)在冶炼过程中会产生大量的SO2。已知冶炼过程中部分反应为:
①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2kJ/mol
②2Cu2O+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116kJ/mol,则Cu2S与O2反应生成Cu与SO2的热化学方程式为___________________________。
(3)回收处理SO2的方法之一是用氨水将其转化为NH4HSO3。已知常温下 Kb(NH3•H2O) =1.5×l0-5 Ka1(H2SO3) =1.6×l0-2 Ka2(H2SO3)=1×10-7,若吸收过程中氨水与SO2恰好完全反应,则所得溶液在常温下的pH________7(填“>”“ <”或“=”,下同),溶液中c(SO32-)________c(H2SO3)。
(4)在500℃下硫酸铵分解会得到4种产物,其含氮物质的物质的量随时间的变化如上图所示。则该条件下硫酸铵分解的化学方程式为_________________________。
8、利用化学原理对工厂排放的废水等进行有效检测与合理处理。某工厂处理含+6价铬的污 水工艺的流程如下:
(1)请写出N2H4的电子式____________________。
(2)下列溶液中,可以代替上述流程中N2H4的是______________(填选项序号)。
A. FeSO4溶液 B.浓硝酸 C.酸性KMnO4溶液 D. Na2SO3溶液
(3)已知加入N2H4的流程中,N2H4转化为无污染的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________________。
(4)Cr(OH)3的化学性质与A1(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,原因可用离子方程式表示为_______________________________。
(5)实际工业生产中,有时还可采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子(此时氢离子不参与交换)。常温下,将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后,测得溶液中Na+比交换前增加了0.046 g·L-1,则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为___________________________。
(6)在实际的含铬废水处理中,还可采用直接沉淀的方法,处理成本较低。
①己知含铬废水中存在着平衡,Cr2O72-和CrO42-在溶液中可相互转化,请用离子方程式表示它们之间的转化反应____________________________。
②在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成沉淀的化学式为__________________________________。
9、氯原子核外电子能量最高的电子亚层是________;H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为______________________________。
10、实验室利用固体和
反应制备无水
,并收集该反应产生的光气(
),实验装置如图所示(夹持及加热装置已省略)。
已知:
Ⅰ.光气与水易反应,能溶于溶液;
Ⅱ.有关物质熔沸点如下表。
物质 | ||||
熔点/℃ | 1435 | 1152 | -23 | -118 |
沸点/℃ | 4000 | 1300 | 76 | 8.2 |
(1)仪器c的名称是_______________,d中所装试剂为_______________。
(2)组装好装置并检查装置气密性,保持、
、
处于打开状态,然后通入
,此时通入
的目的是____。
(3)通入一段时间后,保持
、
打开,关闭
,将装置A在85℃下进行水浴加热,此时B中发生反应的化学方程式为________________,待B中反应结束后,停止高温加热,将装置C在30℃下进行水浴加热,此时开关
、
、
的状态分别为_______________,温度计显示的温度为_______________℃。
(4)实验结束后,E中溶质除了有NaOH,还含有_______________(填化学式)。
(5)称取B中所得产品6.34g溶于水配制成250mL溶液,取25.00mL样品溶液于带塞的锥形瓶中,加入稀硫酸,完全溶解后加入NaOH溶液形成绿色的沉淀后,再加入过量
,小火加热至沉淀完全转变为
溶液后,继续加热一段时间,再滴入指示剂,用新配制的0.20mol/L的
溶液进行滴定,到达滴定终点时,消耗
溶液36.00mL。
①写出加入过量后反应的离子方程式_______________。
②产品中质量分数为_______________,若沉淀完全转变为
溶液后,不继续加热一段时间会导致质量分数_______________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
11、Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-)的比值与反应的温度有关,用24gNaOH配成的250mL溶液,与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化):
(1)NaOH溶液的物质的量浓度_____mol·L-1;
(2)某温度下,反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-),则溶液中c(ClO-) =_____mol·L-1。
12、某工厂利用下列工艺以废旧铅蓄电池中含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4) 和稀H2SO4为原料制备高纯Pb、PbO等,实现铅的再生利用。其主要流程如下:
(1)含铅废料需要进行粉碎处理,其原因是____。
(2)“酸溶”时,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4。若生成1 mol PbSO4,则转移电子的物质的量为__mol。
(3)向滤液B中加入Na2CO3溶液能形成悬浊液,此时溶液中=____。若再向此悬浊液中加入少量Pb(NO3)2固体,则
将会 ___(填“增大”“减小”或“不变”)[Ksp(PbSO4)=1.8×10-8;Ksp(PbCO3)=3.6×10-14]
(4)铅易造成环境污染。水溶液中铅的存在形态与水溶液pH的关系如图a所示。pH由7变化到6时,不同形态铅之间转化的离子方程式为_________________
(5)将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,进一步电解Na2PbC14溶液生成Pb,如图b所示。
①阴极的电极反应式为 ___。
②电解一段时间后,Na2PbC14的浓度明显下降,为了增大其浓度且实现物质的循环利用,可在阴极区采取的方法是____。
13、2021年,我国锂电池的产量占全球份额接近80%。LiFePO4(磷酸亚铁锂)是锂离子电池的一种电极材料,可通过下列方法制备:
方法一:2FePO4(s)+Li2CO3(s)+2C(s)2LiFePO4(s)+3CO(g)
(1)该反应的氧化剂是____,每生成1molLiFePO4,转移____个电子。
(2)该反应的平衡常数表达式为____。若在容积不变的容器中,上述反应达到平衡时,一氧化碳的浓度为amol·L-1,再充入bmol一氧化碳,则平衡向____方向移动,保持温度不变,达到新平衡时,一氧化碳的浓度为____。
(3)一定温度下,在2L密闭容器中发生上述反应。反应进行到20min时,容器内固体的质量减少了5.6g,则0~20min内一氧化碳的平均反应速率是____。
方法二:LiFePO4可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
(4)氢氧化钠碱性比氢氧化锂碱性强,请用元素周期律知识说明理由____。
(5)共沉淀反应投料时,不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合,其原因是____。