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、(1)氯化铝为无色透明晶体,易溶于水、乙醇、氯仿,微溶于苯。熔融的氯化铝不导电。无水氯化铝在178℃升华,用质谱仪检测气态氯化铝,谱图中出现质荷比(相对分子质量)最大值为267,原因是___。
(2)酸碱电子理论认为:所有能够接受电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为酸,所有能够提供电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为碱,请按此理论写出一个中和反应的化学方程式___(反应物均含氮元素)。
3、硝酸(HNO3)在生活、生产中有广泛的用途。工业上通常以氨气为原料来制取硝酸,其反应原理如下:4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O→4HNO3
(1)比较HNO3中各组成元素的非金属性强弱___________。
(2)写出NH3的电子式___________,O原子最外层的轨道表示式___________。
(3)联合制碱法是把“合成氨法”和“氨碱法”联合在一起,你认为制硝酸能不能用这个方法,把“合成氨工业”和“硝酸工业”联合在一起,理由是___________。
4、由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题。
(1)基态Cl原子核外电子占有的原子轨道数为______个,P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为_______。
(2)PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是______,该分子构型为_______。
(3)PH4Cl的电子式为______,Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4,该分子中π键与σ键个数比为________。
⑷已知MgO与NiO的晶体结构(如图1)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66 Pm和 69 pm,则熔点:MgO___NiO(填“>”、“<”或“=”),理由是______。
(5)若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为______。
(6)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列, Ni2+填充其中(如图2),已知O2-的半径为a m,每平方米面积上分散的该晶体的质量为____g。(用a、NA表示)
5、硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3 、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为________________。
(2)Na2B4O7易溶于水,也较易发生水解:B4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-,(硼酸在常温下溶解度较小)。写出加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式:_________________________________。
(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式_________________。
(4)加入MgO的目的是_____________________。
(5)己知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度(℃) 溶解度(g) | 40 | 50 | 60 | 70 |
MgSO4 | 30.9 | 33.4 | 35.6 | 36.9 |
CaSO4 | 0.210 | 0.207 | 0.201 | 0.193 |
操作“A”是将MgSO4:和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明“操作A”步骤为____________________。
(6)Na2B4O7·10H2O失去全部结晶水后的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂——NaBH4”(该过程B的化合价不变)。
①写出NaBH4的电子式_____________。
②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力,其定义是:每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为_____(计算结果保留两位小数)。
③在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式_______________。
6、砷(As)是第四周期第V A族元素,用化学用语回答问题:
(1)砷的最高价氧化物对应的水化物化学式是 _________,气态氢化物的稳定性ASH3________(填写“大于”或“小于”)NH3。
(2)砷在自然界中主要以硫化物形式(如雄黄As4S4、雌黄As2S3等)存在。雄黄和雌黄的转换关系如图1所示:
①气体物质a是 _____________(填化学式)。
②第I步反应的离子方程式是_________________________________。
(3)Na2HAsO3溶液呈碱性,原因是_______________(用离子方程式表示),该溶液中c(H2AsO3-)______ c(AsO33-) (填“>”、“<”或“=”)。
(4)某原电池装置如图2所示,电池总反应为AsO43-++2I-+H2O AsO33-+I2+ 2OH-。当P池中溶液由无色变蓝色时,正极上的电极反应式为_________;当电流计指针归中后向Q中加入一定量的NaOH,电流计指针反向偏转,此时P中的反应式是__________________。
7、利用新方案和新工艺处理废旧铅酸蓄电池,可以达到节能减排、防治污染和资源循环利用的目的。一种处理铅酸蓄电池的流程如下:
已知。Ksp(PbSO4)=1.6×10 -8) 和Ksp(PbCO3)=1.4×10-14
(1)写出铅酸蓄电池放电时的总反应: __________。
(2)废旧电池的预处理时需要将电池放电完全,目的是__________。
(3)写出铅膏脱硫时的离子方程式__________。
(4)传统的铅蓄电池的处理工艺是将电池破碎后,洗涤,干燥,直接送入回转炉熔炼。而该工艺使用纯碱脱硫的显著优点是__________。
(5)已知芒硝(Na2SO4·10H2O)的溶解度曲线如下图所示,则从Na2SO4溶液中结晶出Na2SO4晶体的方法是加热结晶、__________、用乙醇洗涤晶体。用乙醇不用水洗涤的原因是__________。
(6)应用电化学原理,将铅膏转化为铅可以非常清洁处理蓄电池,其原理是先用细菌将铅膏转换为PbS,再用氟硼酸铁浸出PbS,化学方程式为:
PbS+2Fe[BF4]3=Pb[BF4]2+2Fe[BF4]2+S
最后通过电解浸出液得到金属铅,电解后的溶液可以循环使用,写出电解的总反应方程式__________。
8、为研究反应(aq)+2I−(aq)
2
(aq)+I2(aq)的反应机理及反应进程中的能量变化,在
和I−的混合溶液中加入Fe3+,过程及图像如下:
步骤①:2Fe3+(aq)+2I−(aq)I2(aq)+2Fe2+(aq)
步骤②:2Fe2+(aq)+(aq)
2Fe3+(aq)+2
(aq)
下列有关该反应的说法正确的是______
A.步骤①和②都是吸热反应
B.Fe3+是该反应的中间产物
C.步骤①比②所需活化能大
D.该反应可设计成原电池
9、雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。
请回答下列问题:
(1)将一定量的某利M2.5样品用蒸馏水溶解制成待测试样(忽略OH-)。常温下测得该训试样的组成及其浓度如下表:根据表中数据判断该试样的pH=___________。
(2)汽车尾气中NOx和CO的生成: ①已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H>0恒温,恒容密闭容器中,下列说法中,能说明该反应达到化学平衡状态的是____。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的压强不再变化
C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
D.氧气的转化率不再变化
(3)为减少SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:_____________。
②洗涤含SO2的烟气。下列可作为洗涤含SO2的烟气的洗涤剂的是 ___________。
A.浓氨水 B.碳酸氢钠饱和溶液 C.FeCl2饱和溶液 D.酸性CaCl2饱和溶液
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为______,在n(NO)/n(CO)=1的条件下,为更好的除去NOx物质,应控制的最佳温度在_____K左右。
(5)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃ 和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
①写出NO与活性炭反应的化学方程式_____,②若T1<T2,则该反应的△H______O (填”>”、“<”或“=”)。
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为__________。
10、实验室可使用Mg(OH)2为原料制备无水MgCl2实验过程如下:
I.在烧杯中将Mg(OH)2粉末与足量无水乙醇充分混合,搅拌混合均匀后装入三颈烧瓶。
II.向三颈烧瓶中通入足量HCl气体使Mg(OH)2固体完全溶解。
III.对反应后的溶液进行加热蒸馏,形成CH3CH2OH•6MgCl2溶液。
IV.对CH3CH2OH•6MgCl2溶液进行进一步脱乙醇蒸馏,得到较为纯净的无水MgCl2。
回答下列问题:
(1)步骤I中选择乙醇而非相对分子质量更大的丁醇的原因是______。
(2)步骤II中的HCl气体可由下列装置中的______(填标号)制备。装置B中玻璃仪器的名称分别是导管、酒精灯、______、______。
(3)CH3CH2OH•6MgCl2在加热蒸馏时可能会发生分解产生少量CH4气体,并伴随MgO和碳单质的生成,该分解反应的化学方程式为______。为提高无水氯化镁的产率,从平衡角度分析抑制该副反应的措施是______。
(4)准确称量制得的无水MgCl2产品9.700g(含有少量MgO杂质),将其完全溶于稀盐酸中,加入过量Na2CO3溶液使Mg2+完全转化为MgCO3沉淀,过滤、洗涤、干燥,称量所得固体质量为8.820g。
①检验固体洗涤完成的方法是______。
②产品中MgCl2的纯度为______%(计算结果保留一位小数)。
11、汽车尾气中CO、以及燃煤废气中的
都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。
氧化还原法消除
的转化如下所示:
反应Ⅰ为
,生成标准状况下
L
时,转移电子的物质的量是______
mol。
反应Ⅱ中,当
:
:2时,氧化产物与还原产物的质量比为______。
使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和
,转化过程中发生反应的化学方程式为
未配平
,若
,则方程式中
和
的化学计量数之比为______。
吸收
和NO,获得
和
产品的流程图如图所示
为铈元素
。
装置Ⅱ中,酸性条件下NO被氧化的产物主要是
和
,请写出生成等物质的量的
和
时的离子方程式:______。
已知进入装置Ⅳ的溶液中
的浓度为a
,要使1
该溶液中的
完全转化为
,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气______
用含a代数式表示,结果保留整数
。
12、重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2(或写成FeO·Cr2O3),还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备,同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示:
已知:Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑。
请回答下列问题:
(1)“浸出过滤”后的浸出液中除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外,还含有___(填化学式)。
(2)已知重铬酸钠晶体和硫酸钠晶体的溶解度情况如图,则操作a为对蒸发浓缩后的混合溶液进行__操作,得到的固体a为___(填化学式),然后进行__操作,从而析出重铬酸钠晶体。
(3)“调节pH”过程中所选的试剂为___(填名称)。
(4)加入Na2S反应后,Na2S被氧化生成Na2S2O3,写出该氧化还原反应的离子方程式:___。
(5)从溶液a中得到重铬酸钠晶体后剩余的母液由于仍含有,故不能随意排放。可加入铝粉,将母液中的
还原为Cr3+。如图所示,不同初始pH对
转化为Cr3+的效果有重要影响。
①请结合相关的离子方程式,解释初始pH为3.0,反应180min后,溶液中浓度仍较高的原因是____。
②实验证明,若初始pH过低,的去除效果也不理想,其原因可能是____。
③调节反应完后的溶液的pH值,使溶液中的金属阳离子生成沉淀,过滤除去后即可排放。若调pH后的溶液中c(Al3+)=1×10-13mol/L,则残留的c(Cr3+)=____mol/L。(已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-34,Ksp[Cr(OH)3]=6×10-31)
13、丰城是中国长寿之乡,位于丰城董家镇的中国生态硒谷盛产富硒大米、茶油等农产品。硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下:
(1)Se与S同族,基态硒原子核外电子排布式为___________。
(2)关于I~Ⅲ三种反应物,下列说法不正确的有___________。
A.I中仅有σ键
B.I中的Se-Se键为非极性共价键
C.Ⅱ易溶于水
D.Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2
E.I~Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
(3)Ⅳ中不具有孤对电子的原子是___________。
(4)Ca是人体中含量最高的金属元素。Se所在周期所有主族元素中第-电离能介于Ca和Se之间的元素是___________。
(5)已知Se和S对应的含氧酸的结构相似。分析H2SeO4的酸性强于H2SeO3的原因是______。
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图1,沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
①X的化学式为___________。
②设X的最简式的式量为M,晶体密度为ρg·cm-3,则X中相邻K之间的最短距离为___________nm(列出计算式即可,NA为阿伏加德罗常数的值)。