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、K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体光照分解后产生K2C2O4和FeC2O4,且分解产物中的CO2和H2O以气体形式离开晶体。某次测定分解后的样品中C2的质量分数为53.86%。请回答:
已知:M{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}=491 g·mol-1。
(1)写出K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体分解反应的化学方程式:___________。
(2)晶体的分解百分率为___________。(写出简要计算过程)
3、二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为___________________________;向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为___________________极(填A或B)
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。
4、芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中,________(填元素名称,下同)元素基态原子核外未成对电子数最多,第一电离能最大的是________。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型为________,分子中σ键和π键数目之比为________。
(3)O、S、Se为同主族元素,H2O、H2S和H2Se的参数对比见表。
化学式 | 键长/nm | 键角 |
H2O | 0.99 | 104.5° |
H2S | 1.34 | 92.3° |
H2Se | 1.47 | 91.0° |
H2S的键角大于H2Se的原因可能为________________________________________。
H2O、H2S、H2Se沸点由高到低的顺序为________________,酸性由强到弱的顺序为________________。
(4)写出铬的基态原子电子排布式:________________________________________。
(5)铬为体心立方晶体,晶胞结构如图,则该晶胞中含有______个铬原子。若铬的密度为ρg·cm-3,相对原子质量为M,NA表示阿伏加德罗常数的值,则铬原子的半径为______cm。
5、由三种常见元素组成的化合物A,按如图流程进行实验。气体B、C、D均无色、无臭,B、D是纯净物;浓硫酸增重3.60g,碱石灰增重17.60g;溶液F焰色反应呈黄色。
请回答:
(1)组成A的非金属元素是___,气体B的结构简式___。
(2)固体A与足量水反应的化学方程式是___。
(3)一定条件下,气体D可能和FeO发生氧化还原反应,试写出一个可能的化学方程___。
6、有下列3种有机化合物A:CH2=CH2、B:CH4、C:CH3COOH。
(1)写出化合物C中官能团的名称:_______(填“羟基”或“羧基”)。
(2)3种化合物中能使溴的四氯化碳溶液褪色的是_______(填“乙烯”或“甲烷”)。
(3)CH4与Cl2在光照下发生取代反应生成一氯甲烷的化学方程式:CH4 + Cl2CH3Cl + _______
7、为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:① N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H1=+180.5 kJ·mol-1
② C和CO的燃烧热(△H)分别为-393.5 kJ·mol-1和-283 kJ·mol-1
则2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的△H=kJ·mol-1
(2)将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。
①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=________mol·L-1·min-1(保留两位有效数字);第12 min时改变的反应条件可能为________。
A.升高温度B.加入NO C.加催化剂D.降低温度
②该反应在第24 min时达到平衡状态,CO2的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K值为________(保留两位有效数字)。
(3)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收,若将一定量的SO2气体通入到300mL NaOH的溶液中,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,产生的气体与反应的HCl两者物质的量的关系如图所示(气体的溶解和HCl的挥发忽略,NaHSO3水溶液为酸性):
①O点溶液中所含溶质的化学式为;
②a点溶液中各离子溶度大小关系为______________;
8、以钛铁矿(主要成分为,还含有MgO、CaO、
等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(
)和磷酸亚铁锂(
)的工艺流程如图:
已知:“溶浸”后的溶液中含金属元素的离子主要包括、
、
、
;富铁元素主要以
形式存在;富钛渣中钛元素主要以
形式存在。
回答下列问题:
(1)“溶浸”时为加快浸取速率,可以采取的措施是___________(答1条即可);“溶浸”过程发生反应的离子方程式为___________。
(2)若在实验室模拟分离富钛渣和富铁液,则检验富钛渣洗涤干净的操作为___________。
(3)“沉铁”过程中需控制,其目的是___________(答1条即可)。
(4)“溶钛”过程中Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示,试分析40℃后Ti元素浸出率呈图像所示变化的原因:___________。
(5)的晶胞结构如图1所示,设该晶胞的边长为a nm,
为阿伏伽德罗常数的值。Ti的价电子排布式为___________,该晶体的密度
___________(填含a的计算式)g⋅cm-3;
的结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子),画出沿z轴向xy平面投影时氧原子在xy平面的位置:
。________
9、原电池原理的发现改变了人们的生活方式。
(1)如图所示装置中,片作_______(填“正极”或“负极”),Zn片上发生反应的电极反应式为_______;能证明化学能转化为电能的实验现象是_______。
(2)下列可通过原电池装置实现化学能转化为电能的反应是_______(填序号)。
①
②
10、实验室制备乙酰苯胺()的反应原理:CH3COOH+
+H2O
已知:①苯胺具有强还原性;
②有关数据列表如下:
| 冰醋酸 | 苯胺 | 乙酰苯胺 |
状态 | 液体 | 液体 | 固体 |
沸点/℃ | 117.9 | 184 | 305 |
熔点/℃ | 16.6 | -6.3 | 114.3 |
③物质的溶解度如下:
名称 | 溶解度 | ||
水 | 乙醇 | 乙醚 | |
冰醋酸 | 3.6g/100g水 | 易溶 | 易溶 |
苯胺 | 易溶 | 易溶 | 易溶 |
乙酰苯胺 | 溶于热水,难溶于冷水 | 易溶 | 易溶 |
回答下列问题:
(1)向反应器内加入4.6mL(约0.05mol)新蒸馏的苯胺和7.5mL(约0.13mol)冰醋酸,以及少许锌粉,保持分流装置柱顶温度在105℃左右加热回流1h。装置如图所示(夹持装置已略去),仪器a的名称是___________,锌粉的作用是___________。
(2)为提高乙酰苯胺的产率采用的措施:一是乙酸过量,二是___________。
(3)反应结束后,趁热将反应液倒入盛有100mL冷水的烧杯中,用玻璃棒充分搅拌,冷却至室温,使乙酰苯胺结晶,完全析出,所得晶体用减压过滤装置进行过滤,再以10mL冷水洗涤。减压过滤的优点是___________,“再以10mL冷水洗涤”的目的是___________。
(4)干燥,称重,最终得到产物5.4g,实验产率为___________%。(结果保留三位有效数字)
(5)若要得到纯度更高的乙酰苯胺,可通过采用___________方法提纯,所用试剂为___________。
11、已知空气组成(体积分数)N2:0.800,O2:0.200,氨空气氧化后的混合气体组成如下(高温下NO与O2可以共存)NO:16 mol;O2:7.00 mol;H2O:24.5 mol;N2:112 mol。
完成下列计算:
(1)该混合气体中NO全部转化为HNO3,需要___________摩尔O2 。
(2)参加反应的空气的体积是___________升。(标准状况下)
(3)向该混合气体中添加空气使NO完全转化为 HNO3,转化后剩余气体中(不含H2O)氧气体积分数为0.0500。添加空气多少摩尔?___________
(4)该混合气体的组成表明NH3氧化产生的NO超过16 mol,有部分NO已和O2、H2O 反应转化为HNO3。这部分NO是多少摩尔? _______
12、福州大学徐艺军教授团队通过光催化还原CO2,将其合成一碳化合物(CO、HCOOH、CH4、CH3OH等)。常见的无机非贵金属光催化还原CO2的催化剂有CuO、Cu2O、CuxCoyOz、NiO等。回答下列问题:
(1)铜元素的焰色反应呈绿色,下列三种波长为橙、黄、绿色对应的波长,则绿色对应的辐射波长为_______。
A.577~492nm B.597~577nm C.622~597nm
(2)基态Cu2+的价电子排布式为_______。
(3)HCOOH、CH4、CH3OH三种物质中碳原子杂化形式有_______,催化CO2还原的过程中可能产生,该离子的空间构型为_______。CO可与金属镍形成四面体构型分子Ni(CO)4,CO中与Ni形成配位键的原子是_______。
(4)NiO、FeO属于离子晶体,已知,则熔点NiO_______(填“<”或“>”)FeO,原因是_______。
(5)CuxCoyOz还是一种新型的电极材料,其晶胞结构如图。该立方晶胞由4个I型和4个Ⅱ型小立方体构成,晶体中Co3+占据O2-形成的八面体空隙,其化学式为_______。该晶体的密度为_______(列计算式)。(设NA为阿伏加德罗常数的数值)
13、资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。
I.制甲醇,过程如下:
i.催化剂活化:
ii.与
在活化后的催化剂表面可逆的发生反应①,其反应历程如图1,同时伴随反应②:
(1)反应①每生成放热
,写出其热化学方程式:___________。
(2)与
混合气体以不同的流速通过反应器,气体流速与
转化率、
选择性的关系如图2。
已知:选择性=n(生成
所用的
)/n(转化的
)。
流速加快可减少产物中的积累,减少反应___________(用化学方程式表示)的发生,减少催化剂的失活,提高甲醇选择性。
(3)对于以上制甲醇的过程,以下描述正确的是___________(填序号)。
A.反应中经历了键的形成和断裂
B.加压可以提高的平衡转化率
C.升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
Ⅱ.一种以甲醇和二氧化碳为原料,利用和
纳米片
作催化电极,电化学法制备甲酸(甲酸盐)的工作原理如图所示。
(4)①b极为直流电源的___________极,阴极表面发生的电极反应式为___________。
②若有通过质子交换膜时,生成
和
共___________mol。