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、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
3、目前人们对环境保护、新能源开发很重视。
(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 (填代号)。
(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) ΔH在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0-20min的平均反应速率v(CO2)= ;计算该反应的平衡常数K= 。
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是 (填字母代号)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则达到新平衡时NO的转化率 (填“升高”或“降低”),ΔH 0(填“>”或“<”).
(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -l59.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
(4)一种氨燃料电池,使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液。
电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;
请写出通入a气体一极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为 。
4、工业制钛白粉产生的废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,可利用酸解法生产补血剂乳酸亚铁。其生产流程如下:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中电离为TiO2+和SO42-。请回答下列问题:
(1)写出TiOSO4水解生成钛酸H4TiO4的离子方程式__________________________。步骤①中加入足量铁屑的目的是______________。
(2)工业上由H4TiO4可制得钛白粉TiO2。TiO2直接电解还原法(剑桥法)生产钛 是一种较先进的方法,电解质为熔融的CaCl2,原理如图所示,阴极的电极反应为_______________。
(3)步骤②的离子方程式是____________________________,所得副产品主要 是__________(填化学式)。
(4)步骤④的结晶过程中必须控制一定的真空度,原因是_____________________。
(5)乳酸可由乙烯经下列步骤合成:
上述合成路线的总产率为60%,乳酸与碳酸亚铁反应转化为乳酸亚铁晶体的产率为90%,则生产468 kg乳酸亚铁晶体(M=234 g/mol)需要标准状况下的乙烯________m3。
5、高纯六水氯化锶晶体(SrCl2•6H2O)具有很高的经济价值,工业上用w kg难溶于水的的碳酸锶(SrCO3)为原料(含少量钡和铁的化合物等),共制备高纯六水氯化锶晶体(a kg)的过程为:
已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水.
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表:
(1)操作①加快反应速率的措施有________________ (写一种)。操作①中盐酸能否改用硫酸,其理由是:
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为________.
(3)在步骤②﹣③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4时,宜用的试剂为________.
A.氨水 B.氢氧化锶粉末 C. 氢氧化钠 D.碳酸钠晶体
(4)操作③中所得滤渣的主要成分是________ (填化学式).
(5)工业上完成操作③常用的设备有:
A分馏塔 B 离心机 C 热交换器 D 反应釜
(6)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是____________
A.40~50℃ B.50~60℃ C.60~70℃ D.80℃以上.
(7)已知工业流程中锶的利用率为90%根据以上数据计算工业碳酸锶的纯度:
6、[化学—选修2:化学生活与技术]
分析下列水处理方法,完成下列问题:
(1)处理含Cr2O72-工业废水的工艺:
①工艺一:含Cr2O72-的工业废水Cr3+、SO42-
。
为了进一步除去上述流程中生成的Cr3+,请你设计一个处理方案:________________。
②工艺二:向废水中加入过量的FeSO4溶液,经过一系列反应后,FeSO4溶液和Cr2O72-可形成铁氧体沉淀,从而除去铬元素。若使含1mol Cr2O72-的废水中的Cr2O72-完全转化为一种化学式为Cr0.5Fe2.5O4的铁氧体(其中的铬元素为+3价),理论上需要绿矾(FeSO4·7H2O)的质量不少于
g,上述得到的铁氧体中,Fe3+和Fe2+的个数之比 。
(2)如下是处理含氰(主要以CN—形式存在)废水工艺流程的一部分:
含氰废水。发生上述转化后CN—中碳元素转化为+4价,氮元素转化为0价,氯元素转化为-1价,若废水中CN—的浓度为300mg/L,含氰废水的流量为0.8m3/h,为保证安全,实际投放的ClO2为理论值得1.3倍,则为了完成上述过程每小时实际应该投入的ClO2的质量为__________kg(结果保留两位有效数字)。
(3)监测水中氯化物含量可采用硝酸汞滴定法,酸化的水样用硝酸汞滴定时可生成难电离的氯化汞,滴定到终点时过量的汞离子可与指示剂作用使溶液显示紫色。饮用水中的其他物质在通常浓度下对滴定不产生干扰,但水的色质、高价铁、六价铬、硫化物(如S2-)对实验有干扰。
①滴定前常用氢氧化铝悬浊液处理水样,其目的是__________________。
②若水中含有Cr2O72—,常在滴定前向水样中加入一定量的对苯二酚,其目的是______。
7、某储氢合金(M)的储氢机理简述如下:合金吸附H2→氢气解离成氢原子→形成含氢固溶体MHx(相)→形成氢化物MHy(
相)。已知:
(
相)与MHy(
相)之间可建立平衡:
请回答下列问题:
(1)上述平衡中化学计量数k=________(用含x、y的代数式表示)。
(2)t℃时,向体积恒定的密闭容器中加入一定量的储氢合金(M),随充入H2量的改变,固相中氢原子与金属原子个数比(H/M)与容器中H2的平衡压强p的变化关系如图所示。
①在________温________压强下有利于该储氢合金(M)储存H2(填“低”或“高”)。
②若6g该储氢合金(M)在10 s内吸收的H2体积为24 mL,吸氢平均速率v=________mL/(g∙s)。
③关于该储氢过程的说法错误的是________。
a.OA段:其他条件不变时,适当升温能提升形成相的速率
b.AB段:由于H2的平衡压强p未改变,故AB段过程中无H2充入
c.BC段:提升H2压力能大幅提高相中氢原子物质的量
(3)实验表明,H2中常含有O2、CO2、、H2O等杂质,必须经过净化处理才能被合金储存,原因是___________。
(4)有资料显示,储氢合金表面氢化物的形成会阻碍储氢合金吸附新的氢气分子,若把储氢合金制成纳米颗粒,单位时间内储氢效率会大幅度提高,可能的原因是________________。
(5)某镁系储氢合金的晶体结构如图所示:
该储氢合金的化学式为________。若储氢后每个Mg原子都能结合2个氢原子,则该储氢合金的储氢容量为________mL/g(储氢容量用每克合金结合标准状况下的氢气体积来表示,结果保留到整数)。
8、氮肥厂的废水中氮元素以 NH3•H2O、NH3 和 NH的形式存在,对氨氮废水无害化处理已成为全球科学研究热点,下面是两种电化学除氨氮的方法。
方法一:电化学氧化法
(1)有研究表明,当以碳材料为阴极,O2可在阴极生成H2O2,并进一步生成氧化性更强的·OH,·OH可以将水中氨氮氧化为N2。
①写出·OH 的电子式___________。
②写出·OH 去除氨气的化学反应方程式___________。
③阴极区加入 Fe2+可进一步提高氨氮的去除率,结合如图解释 Fe2+的作用___________。
方法二:电化学沉淀法
已知:常温下 MgNH4PO4•6H2O、Mg3(PO4)2 和 Mg(OH)2 的溶度积如下
物质 | MgNH4PO4•6H2O | Mg3(PO4)2 | Mg(OH)2 |
溶度积 | 2.5×10−13 | 1.04×10−24 | 1.8×10−11 |
(2)用 0.01 mol/L NH4H2PO4 溶液模拟氨氮废水,电解沉淀原理如图甲,调节溶液初始 pH=7,氨氮的去除率和溶液 pH 随时间的变化情况如图乙所示。
①电解过程中,阳极:Mg – 2e−=Mg2+,阴极:___________,用化学用语表示磷酸铵 镁沉淀的原理,___________。
②反应 1 h 以后,氨氮的去除率随时间的延长反而下降的原因___________。
9、乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物。
回答下列问题:
(1)实验室制备乙炔的反应__________。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有__________种。
(3)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是__________(填字母符号)。
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.1mol乙烯基乙炔最多能与3molBr2发生加成反应
C.乙烯基乙炔分子内含有两种官能团
D.等质量的乙炔和乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同
E.乙烯基乙炔分子中的所有原子一定都共平面
(4)环辛四烯的分子式为__________,写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式:__________。
10、实验室从含碘废液(除外,含有
、
、
等)中回收碘,实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的溶液,将废液中的
还原为
,其离子方程式为__________;该操作将
还原为
的目的是___________________。
(2)操作的名称为__________。
(3)氧化时,在三颈瓶中将含的水溶液用盐酸调至
约为2,缓慢通入
,在40℃左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是__________________;仪器a、b的名称分别为:a__________、b__________;仪器b中盛放的溶液为__________。
(4)已知:;某含碘废水(
约为8)中一定存在
,可能存在
、
中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有
、
的实验方案(实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、
溶液、
溶液)。
①取适量含碘废水用多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;
②__________________;
③另从水层中取少量溶液,加入淀粉溶液,加盐酸酸化后,滴加
溶液,若溶液变蓝说明废水中含有
;否则说明废水中不含有
。
(5)二氧化氯(,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂和水处理剂。现用
氧化酸性含
废液回收碘。
①完成氧化
的离子方程式:
ClO2+
I-1+
__________=
+
Cl-1+
____________________________;
②若处理含相同量的废液回收碘,所需
的物质的量是
的______倍。
11、25℃时,醋酸电离平衡常数,
溶液与
溶液混合均匀(混合后溶液体积不变)。请计算:
(1)求混合液的_______(保留2位有效数字,下同)。
(2)向混合液中加0.10mL(2滴)盐酸,求此时溶液中
_______
。(写出计算过程)
12、含铬(Ⅵ)废水能诱发致癌,对人类和自然环境有严重的破坏作用。利用Cu2O光催化可以处理含有的废水。
Ⅰ.制取Cu2O
(1)电解法:利用铜和钛做电极,电解含有NaCl和NaOH的溶液时,反应只消耗了铜和水,体系pH及Cl﹣浓度维持不变(溶液体积变化忽略不计)。阳极电极反应式是_____。
(2)还原法:控制100℃、pH=5的条件时,利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O,同时产生SO2气体。反应过程中需要不断地加入烧碱,其原因是_____。
Ⅱ.利用Cu2O光催化处理含的废水的研究。
(1)光照射到Cu2O光催化剂上产生光催化反应,和H2O分别在光催化反应中形成的微电极上发生电极反应,反应原理如图1所示。写出
转化Cr3+的电极反应:_____。
(2)研究中对Cu2O的作用提出两种假设:
a.Cu2O作光催化剂;b.Cu2O与发生氧化还原反应。
已知:Cu2O的添加量是2×10﹣4mol/L,的初始浓度是1×10﹣3mol/L;对比实验(pH=3.0且其他条件相同),反应1.5小时结果如图2所示。结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论是_____,依据是_____。
(3)溶液的pH对降解率的影响如图3所示。
已知:Cu2OCu+CuSO4;酸性越大,
被还原率越大。
①pH分别为2、3、4时,的降解率最好的是_____,其原因是_____。
②已知pH=5时,会产生Cr(OH)3沉淀。pH=5时,的降解率低的原因是_____。
13、以废锌电池预处理物(主要成分为ZnO,另含少量、CuO、
、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(
)、生产流程如下图所示。
已知:ZnS和CuS的分别为
、
。
回答下列问题:
(1)“酸浸”后所得“滤渣A”的主要成分为_______。
(2)“除锰”时,反应的离子方程式为_______。
(3)“除铁”时,加入ZnO的目的是_______。
(4)“除铜”后要求溶液中,若溶液中
浓度为
,试计算说明溶液能否达到要求:_______(要求写出计算过程)。
(5)“沉淀”后,需经过滤、洗涤、干燥系列操作分离出草酸锌晶体,检验沉淀是否洗净的操作为_______。
(6)在通风橱中,将草酸锌晶体置于陶瓷仪器_______(填仪器名称)中加热分解可制得ZnO。已知一种ZnO晶体晶胞结构如下图所示,晶体密度为,NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体中与
等距离且最近的
共有_______个,相邻两个
之间的距离为_______nm。