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、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+)=__________________
3、"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一
I.中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉,其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH.在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应有:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJmo1-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJmo1-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-48.9kJmo1-1
(1)5Mpa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表___________(填化学式)。
②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大,原因是___________。
II.CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2
请回答:
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K=___________(用K1,K2表示)。
(3)恒压,750°C时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,经如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式___________。
②过程ii的催化剂是___________,若CH4和CO2按物质的量之比1:1投料,则会导致过程ii___________。
③过程ii平衡后通入稀有气体He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程iii,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因___________。
4、环烷酸金属(Cu、Ni、Co、Sn、Zn)盐常作为合成聚氨酯过程中的有效催化剂。回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价电子排布___________。
(2)镍的氨合离子中存在的化学键有___________。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.氢键 E.键 F.
键
(3)Ni、Co的第五电离能:,
,
,其原因是___________。
(4)锡元素可形成白锡、灰锡、脆锡三种单质。其中灰锡晶体与金刚石结构相似,但灰锡不如金刚石稳定,其原因是___________。
(5)硒化锌晶胞结构如图所示,其晶 胞参数为a pm。
①相邻的与
之间的距离为___________pm。
②已知原子坐标:A点为(0,0,0),B点为(1,1,1),则C点的原子坐标___________。
③若硒化锌晶体的密度为,则阿伏加德罗常数
___________(用含a、
的计算式表示)。
5、纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。
(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”),该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________,
肼燃料电池中A极发生的电极反应为____________________________。
(3)当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________ mol。
6、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_________。
7、燃煤烟气中主要成分是空气,和NO的含量小于1%。一种用
(尿素)和
在固体催化剂作用下脱硫、脱硝的流程如下:
(1)可以水解生成
,
、
与烟气中的NO不反应。脱硫后所得吸收液中含
、
、
。其他条件一定,反应相同时间,测得
的脱除率与温度的关系如图所示。30~70℃时,
的脱除率随温度升高先增大后减小的原因是_______。
(2)烟气中的NO与反应缓慢。雾化后的
在催化剂中Fe元素作用下可以产生具有极强氧化活性的·OH(羟基自由基),OH能将NO快速氧化为
、
等物质。
在一种固体催化剂表面转化的过程如图所示:
①脱硝时,与吸收液中
反应生成
,同时排放出的气体不会污染空气。写出脱硝时
与
反应的化学方程式:_______。
②转化(1)的过程可以描述为_______。
③化学式为的催化剂中,
和
的物质的量之比为_______。
④其他条件一定,比较等物质的量与
催化效果并说明理由_______。
(3)如不使用固体催化剂,用含的溶液也能催化
发生类似的转化生成·OH,且相同条件下速率更快。与使用含
的溶液相比,使用固体催化剂的优点是_______。
8、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的太阳能工艺如图1所示,若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为____________。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3= ____________ kJ•mol-1
(3)①一定条件下,上述合成二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____________(填代号)。
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,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图2所示.
T1温度下,将6mol CO2和12mol H2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)= ____________ 。
③上述合成二甲醚的过程中提高CO2的转化率可采取的措施有____________、____________ (回答2点)。
(4)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH4+)____c(HCO3-)(填“>”、“<’’或“=”);反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=____________ (己知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5mol/L, H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7 mol/L,K2= 4×10-11 mol/L)
(5)据报道以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料,其原理如图3所示,电解时其中b极上生成乙烯的电极反应式为____________。
9、【化学—选修2:化学与技术】
利用天然气合成氨的工艺流程示意如下,完成下列填空:
(1)天然气脱硫采用了Fe(OH)3,Fe(OH)3可以再生循环,可以再生循环.写出上述工艺中由Fe2S3
再生Fe(OH)3的化学方程式是 含硫化合物遇到Fe3+的反应情况与反应条件有关.以NaHS溶液与FeCl3溶液混合为
例:将溶液置于80°C的热水浴中,发现有红褐色沉淀生成,写出该反应的化学方程式:
。解释该反应在温度升高后能发生,
而低温时不易发生的原因
(2) n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol,产生H2___mol(用含n的代数式表示)
(3)K2CO3和CO2又反应在加压下进行.加压的理论依据是 (多选扣分)
a.相似相溶原理 B.勒夏特列原理 c艘喊中和原理
(4)整个流程有兰处循环,一是Fe(OH)3循环,二是K2CO3(aq)循环,还有一处循环未标明.请指出上述流程图中第三处循环的物质是 ·
(5)工业上制取的硝酸铵的流程图如下.请回答下列问题:
据图2可知工业上氨催化氧生成NO时.应该控制温度在 左右.其中在吸收塔中为了尽可能提高硝酸的产率,减少尾气排放.常常调节空气与NO的比例.写出吸收塔内发生反应的总化学方程式为
10、氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备和
,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是___,a中的试剂为____,b中采用的加热方式是___,c中化学反应的离子方程式是___。
(2)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,__,__,干燥,得到晶体。d的作用是__,可选用试剂__(填编号)。
a. b.
c.
d.
(3)取少量和
溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性
溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入
振荡,静置后
显__色。可知该条件下
的氧化能力__
(填“大于”或“小于”)。
(4)制备时,温度过高会生成
。当
时,该反应中
__。
11、19世纪初,法国科学家杜龙和珀蒂测定比热时发现:金属的比热()与其相对原子质量的乘积近似为常数25.08
。将40.0g惰性金属M加热到100℃,投入20.0g温度为36.7℃的水中,最终体系的温度为46.7℃。推算该金属的近似摩尔质量(水的比热为4.18
,请写出计算过程,结果保留整数)。_________________
12、我国科研工作者合成了含钼氧氟八面体的亚硒(碲)酸盐类二阶非线性光学晶体M[Ba(MoO2F)2(XO3)2(X=Se、Te)]和一种尖晶石结构多元金属(含Ag、Sn、In)硫族化合物半导体材料,并探索了材料的光电性质。回答下列问题:
(1)Mo是第五周期第ⅥB族元素,基态Mo2+价电子的自旋状态___________(填“相同”或“相反”)。
(2)晶体M中非金属元素的电负性由大到小的顺序是___________,SeO中Se的杂化方式为___________,H2Te分子的立体构型为___________。
(3)氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团(比如大π键)之间的一种弱的电性作用,氯仿(CHCl3)易溶于苯是因为二者分子间形成了氢键,形成氢键的条件是___________。
(4)已知Ba、Mo的氯化物沸点信息如下表所示。二者沸点差异的原因是___________。
氯化物 | 沸点 |
BaCl2 | 1560 ℃ |
MoCl5 | 268 ℃ |
(5)NH3分子中H-N-H键角为107°,在[Ag(NH3)2]+中,H-N-H键角近似109.5°,键角变大的原因是___________。
(6)某多元金属硫族化合物的晶胞结构如图所示,其中In、Sn、S位于晶胞内,Ag有6个原子位于面心。
则该物质的化学式为___________,已知该晶胞的晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数值为NA,则密度r=___________g·cm−3(用含NA和a的计算式表示)。
13、用钴锂膜废料(含LiCoO2、Al,少量Fe等)制取Co2O3的工艺流程如下:
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
金属离子 | Al3+ | Fe3+ | Co2+ |
开始沉淀时的pH | 3.2 | 1.2 | 6.6 |
完全沉淀时(c=1.0×10-5mol∙L-1)的pH | 4.6 | 2.8 | 9.1 |
回答下列问题:
(1)“碱煮"可除去大部分的铝和锂,发生的反应有LiCoO2+NaOH=NaCoO2+LiOH和_______(写化学方程式)。
(2)“浸钴"时,H2SO4和HNO3均不能与NaCoO2发生反应,其原因是_________;用盐酸浸钴时,钻浸出率与浸出温度的关系如图所示,工业上选取80℃而不采取更高温度的原因是________。“浸钻”时盐酸与NaCoO2反应的离子方程式为________。
(3)“深度除铝铁"时,理论上应控制终点时溶液pH范围为___________。
(4)“沉钴"时,得到的滤液3中溶质的主要成分为___________(填化学式),由CoC2O4制取Co2O3的方法是___________。