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、铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空:
(1)铁的原子结构示意图为。由此可知,铁是第_______周期元素,铁原子核外3d轨道上共填充了_______个电子。
(2)古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的,其主要成分是_______(选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
(3)FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等,实验室在配制FeSO4溶液时,为了防止FeSO4变质,经常向溶液中加入铁粉,其原因是_______(用离子方程式表示)。
(4)向新配制的FeSO4溶液中,加入一定量的稀硝酸,发生如下反应:
_______Fe2++_______H++_______NO=_______Fe3++_______NO↑+_______H2O
①配平上述反应_______。
②每生成0.5molNO气体,转移的电子数为_______。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+,实验方案是_______。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气,其过程如图所示:
(5)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。
(6)写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式:_______。
(7)Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO,当其它条件一定时,达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
已知:①Fe3O4+CO⇌3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO⇌3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃,平衡时CO体积百分含量最高的原因:_______。
3、合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。回答下列问题:
(1)德国化学家 F。 Haber从1902年开始研究N2和H2直接合成NH3.在1.01×105 Pa、250℃时,将1 mol N2和1 mol H2加入a L刚性容器中充分反应,测得NH3体积分数为4%,其他条件不变,温度升高至450℃,测得NH3体积分数为2.5%,则可判断合成氨反应△H___________0(填“>”或“<”)。
(2)在2 L密闭绝热容器中,投入4 mol N2和6 mol H2,在一定条件下生成NH3,测得不同温度下,平衡时NH3的物质的量数据如下表:
温度/K | T1 | T2 | T3 | T4 |
n(NH3)/mol | 3.6 | 3.2 | 2.8 | 2.0 |
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3) B.容器内气体压强不变
C.混合气体的密度不变 D.混合气的温度保持不变
②温度T1___________(填“>”“<”或“=”)T3。
③在T3温度下,达到平衡时N2的体积分数___________。
(3)N2O4为重要的火箭推进剂之一、N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) △H。上述反应中,正反应速率v正=k正·p(N2O4),逆反应速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数,则该反应的化学平衡常数Kp为___________(以k正、k逆表示)。若将定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298K、压强110 kPa),已知该条件下k逆=5×102 kPa-1·s-1,当N2O4分解10%时,v逆=___________kPa·s-1。
(4)T℃时,在恒温恒容的密闭条件下发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示:
①表示H2浓度变化的曲线是___________(填“A”、“B”或“C”。与(1)中的实验条件(1.01×105 Pa、450℃)相比,改变的条件可能是___________。
②在0~25 min内N2的平均反应速率为___________。在该条件下反应的平衡常数为______mol-2·L2(保留两位有效数字)。
4、工业上常利用FeSO4还原酸浸软锰矿(主要成分MnO2,杂质为Si、Fe和Al等元素的化合物)制备MnSO4·H2O。
(1)①FeSO4还原MnO2生成MnSO4反应的离子方程式为___。
②Fe2+基态核外电子排布式为___。
(2)在一定温度下,软锰矿与FeSO4、硫酸、蒸馏水按照一定比例混合搅拌反应。混合体系液固比(g·mL-1)对锰浸取率(%)的影响如图所示。反应需要控制液固比=4:1:当液固比<4:1时,锰浸取率随液固比增大而迅速上升的原因是___。
(3)浸取液经氧化、中和等系列操作后,可得到MnSO4·H2O粗产品。通过下列方法测定产品纯度:准确称取3.000g样品,加适量ZnO及H2O煮沸、冷却,转移至锥形瓶中,用0.5000mol·L-1KMnO4,标准溶液滴定至溶液呈红色且半分钟不褪色,消耗标准溶液20.00mL计算MnSO4·H2O样品的纯度(写出计算过程):___。
已知:2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4
5、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__________________________________。
6、(1)甲烷和苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲苯却可以使其褪色,主要原因是_______。
(2)常温下硝酸为液体且易挥发,尿素为固体,两者沸点高低差异的可能原因是_______。
7、氮有不同价态的氧化物,如NO、N2O3、NO2, N2O5等,它们在一定条件下可以相互转化。
(1)己知:2NO(g)+O2(g) =2NO2(g)△H1=-113kJ/mol
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H2=-199 kJ/mol
4NO (g)+O2(g) =2N2O5(g) △H4=-57 kJ/mol
则反应6NO2 (g)+O3(g)=3N2O5(g) △H=__________。
(2)某温度下.在一体积可变的密闭容器中充入1mol N2O3,发生反应N2O3NO2(g)+NO(g),达到平衡后,于t1时刻改变某一条件后,速率与时间的变化图像如图所示,有关说法正确的是__________
A.t1时刻改变的条件是增大N2O3的浓度,同时减小NO2或NO的浓度
B.t1时刻改变条件后,平衡向正反应方向移动,N2O3的转化率增大
C.在t2时刻达到新的平衡后,NO2的百分含量不变
D.若t1时刻将容器的体积缩小至原容积的一半,则速率~时间图像与上图相同
(3)在1000K下,在某恒容容器中发生下列反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),将一定量的NO2放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率α(NO2)随温度变化如图所示。图中a点对应温度下.己知NO2的起始压强P0为120kPa,列式计算该温度下反应的平衡常数Kp= __________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(4)对于反应N2O4(g)2NO2(g),在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2 (NO2)。其中,k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率-压强关系如图所示:一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp间的关系是k1=____________;在上图标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的点__________,理由是__________。
8、化学链燃烧的基本原理是将传统燃料与空气接触的燃烧反应借助载氧剂(如、FeO等)的作用分解为几个气固相反应,燃料与空气无需接触,由载氧剂将空气中的氧传递给燃料。
回答下列问题:
(1)用FeO作载氧剂,部分反应的与温度的关系如图甲所示(已知:
是用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。
①据图甲判断,属于吸热反应的是___________(填“a”“b”或“c”)。
②X点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入m molCO,并加入足量的FeO,只发生反应,则CO的平衡转化率为___________。
(2)为研究上述反应体系的平衡关系,控制温度为T℃,向某恒容密闭容器中加入和
进行反应:
。反应起始时压强为
,达到平衡状态时,容器内气体压强是起始压强的2.0倍。
①T℃时,该反应的平衡常数___________(分压=总压×物质的量分数)。
②相同温度下,再向该恒容密闭容器中通入稀有气体(Ar)稀释,该反应的化学平衡将___________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时,与
物质的量浓度之比
___________。
(3)为研究反应体系的动力学行为,向另一恒容密闭容器中加入一定量、
和
,控制不同反应温度,
物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线如图乙所示。
代表较高温度的变化曲线为___________。(填“X”或“Y”)。温度为T℃,若起始时向该容器中加入、
、
、
,此时
___________
(填“>”“<”或“=)。
9、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)。
10、硫化钠在无机制备、废水处理等领域常用作沉淀剂,其水溶液称为“臭碱”。可在特殊条件下以硫酸钠固体与炭粉为原料制备,流程如图所示:
(1)实验室保存硫化钠固体应干燥环境密闭保存,理由是________。
(2)流程中的固体A是________,若煅烧得到的气体是一种纯净物,使澄清石灰水变浑浊,煅烧过程的化学方程式是_______。
(3)实验室用图所示装置以硫酸钠固体和炭粉为原料制备硫化钠并检验气体产物CO2,进行尾气吸收处理。正确的连接顺序是______(按气流方向,接用小写产母表示)。
(4)某同学从氧化还原角度分析固体产物中可能含有Na2SO3,请设计实验证明其猜测是否合理(供选择的试剂有:酚酞溶液、硝酸、稀盐酸、蒸馏水)_________。
(5)经实验测定,硫酸钠与炭粉在一定条件下反应可生成等物质的量的两种盐和体积比为1:3的CO2和CO两种气体,反应方程式为________。
(6)一定量硫化钠晶体置于表面皿上,暴露在空气中;三天后将样品放入盛水的烧杯中,搅拌后得无色澄清溶液;取少量该溶液加入过量盐酸中,有气体放出,且溶液保持澄清产生的气体可能是H2S、SO2、CO2或是它们的组合。为了检验气体成分,将气体依次通过_________(填写试剂编号)。
(可用试剂是a:品红溶液、b:足量溴水、c:澄清石灰水、d:硫酸铜溶液)
11、工业硫酸中往往含有一定量SO2,测定过程如下:取m g工业硫酸配成100mL溶液,取出20.00mL溶液,加入1mL指示剂,用 c mol/L I2标准溶液滴定,消耗的I2标准溶液V mL,工业硫酸中含有SO2的质量分数的计算式是__________。
12、以钛铁矿(主要成分为FeO·TiO2,还含有MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“溶浸”后溶液中的金属阳离子主要包括Mg2+、TiOCl+___________。“滤液”经加热水解后转化为富钛渣(钛元素主要以TiO2·2H2O形式存在),写出上述转变的离子方程式:___________。
(2)“溶钛”过程反应温度不能太高,其原因是___________。
(3)“沉铁”步骤反应的化学方程式为___________,“沉铁”后的滤液经处理后可返回___________工序循环利用。
(4)“煅烧”制备LiFePO4过程中,Li2CO3和H2C2O4的理论投入量的物质的量之比为___________。
(5)以Li4Ti5O12和LiFePO4作电极组成电池,充电时发生反应:Li4Ti5O12+LiFePO4=Li4+xTi5O12+Li1-xFePO4(0<x<1),阳极的电极反应式为___________。
(6)从废旧LiFePO4电极中可回收锂元素。用硝酸充分溶浸废旧LiFePO4电极,测得浸取液中c(Li+)=4mol·L-1,加入等体积的碳酸钠溶液将Li+转化为Li2CO3沉淀 ,若沉淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%,则反应后的溶液中CO的浓度为___________mol·L-1[已知Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3,假设反应后溶液体积为反应前两溶液之和]。
13、金属锂及其化合物广泛应用于冶金、电子、能源、热核聚变及航空航天等领域,对国民经济和国防建设具有重大意义,被称为“21世纪的能源金属”。中国的锂矿储量居世界前列,我国科研人员开发的铝热还原炼锂并副产高白特种氢氧化铝的新工艺如图所示。
回答下列问题:
(1)铝酸钙渣的主要成分为、
和___________(填化学式):为了提高浸出效率,可采取的措施有___________(写两点)。
(2)操作1是___________(填名称),固体1的主要成分为___________(填化学式)。
(3)偏铝酸钠()溶液碳酸化分解的离子方程式为___________。
(4)富锂熟料(和CaO的混合物)经过真空热还原制得金属锂,同时获得理论成分为
的还原渣,该反应的化学方程式为___________。下列金属冶炼方法中,与本工艺冶炼锂的方法相似的是___________(填字母)。
A.电解熔融氯化镁制镁 B.氧化银分解制银 C.铝热反应制钨 D.高炉炼铁
(5)该工艺流程中可以循环利用的物质为___________(填化学式);金属锂的制备方法主要有熔盐电解法(原料为高纯氯化锂)和真空热还原法两大类,与真空热还原法相比,熔盐电解法的缺点有___________。