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、回答下列问题:
(1)已知和
均含有18个电子的分子,判断在水中的溶解性大小并说明理由_______。
(2)四种晶体的熔点数据如下表:
物质 | ||||
熔点/℃ | 872 | 283 | 394 | 446 |
和
熔点相差较大,后三者熔点相差较小,原因是_______。
3、太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料除单晶硅,还有铜铟镓硒等化合物。
(1)镓的基态原子的电子排布式是__________________。
(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为_______(用元素符号表示)。
(3)气态SeO3分子的立体构型为________。
(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是:______________。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]-而体现一元弱酸的性质,则[B(OH)4]-中B的原子杂化类型为___;
(6)金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,反应的离子方程式为_______________________________________________________;
(7)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中,Au原子位于顶点,Cu原子位于面心,则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为_____________,若该晶胞的边长为a pm,则合金的密度为______________________ g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)。
4、氢氟酸可用于半导体工业,也常用来蚀刻玻璃,其刻蚀反应原理如下:6HF + Na2SiO3 =2NaF + SiF4↑+ 3H2O完成下列填空:
(1)根据HF的________(选填编号)大于H2O,可推断氟元素的非金属性强于氧元素。
A.酸性 B.熔沸点 C.稳定性 D.键的极性
(2)SiF4与甲烷结构相似,SiF4是含___键的_____分子(均选填“极性”或“非极性”)。刻蚀反应中的三种元素可组成同时含离子键和共价键的化合物,该化合物的电子式为__________。
(3)Si原子核外电子有_____种不同能量的电子,其中最高能量的电子处于______轨道。
(4)在相同条件下,Na2SiO3、CaSiO3分别与等浓度等体积的氢氟酸反应,两个反应原理相似,但前者的反应速率明显大于后者。原因是__________________________。
(5)同浓度的H2SO3和HF两溶液的pH为:H2SO3_____HF(选填“>”或“<”)。浓度均为0.01 mol/L 的H2SO3和HF的1L混合溶液中,通入0.02 mol NH3充分反应后,SO32-、HSO3-、F-、NH4+浓度从大到小的顺序为:____________________。
已知:H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7 HF Ki=6.8×10-4 NH3·H2O Ki=1.8×10-5
5、铜版画的一种制版方法。以沥青涂于薄铜板表面作防腐膜,用刀刻去防腐膜作画,然后放在FeCl3腐蚀液中。刮去膜之处被腐蚀,形成凹线。印刷时凹线可储油墨,在铜版机纸压制下油墨吸于纸上,形成典雅、庄重的铜版画。
(1)写出FeCl3腐蚀铜板的离子方程式___________________
(2)下列措施可以加快铜板的腐蚀速率的有____________(填编号)
A. 加热 B. 加氯化铜 C. 加少量碳粉 D. 加盐酸
(3)通常不采用加快腐蚀速率的原因是_________________
(4)除去沥青防腐膜后版即形成。可用________除去防腐膜(填编号)
A. 饱和Na2CO3溶液 B. 煤油 C. 酸液 D.碱液
(5)实验室用固体氯化铁配置FeCl3溶液的简单操作是_____________
(6)腐蚀后的废液(酸性)中加入NaNO3,产生NO气体,写出发生反应的离子方程式,并注明电子转移的方向和数目:__________________________
(7)要验证腐蚀后的废液中含有Fe3+,可在溶液中加入试剂_________,现象_______________
6、钴(Co)是重要的稀有金属,在工业和科技领域具有广泛的用途。从某含钴工业废料中回收钴的工艺流程如下:
已知:
含钴废料的成分 | |||||
成分 | Al | Li | Co2O3 | Fe2O3 | 其他不溶于强酸的杂质 |
质量分数/% | 10.5 | 0.35 | 65.6 | 9.6 | 13.95 |
Ⅱ.实验中部分离子开始沉淀和沉淀完全的pH | |||
金属离子 | Fe3+ | Co2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.9 | 7.15 | 3.4 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.15 | 4.7 |
Ⅲ.离子浓度小于等于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
请回答下列问题:
(1)NaF的电子式为____________。
(2)“沉淀1”的化学式为____________________。“调节溶液pH2”的范围为_________________。
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为_______________________。
“沉钴”时发生反应的离子方程式为________________________。
(4)制备Co时,“补充铝”的原因为_________________________。
(5)已知:l0-0.9≈0.13,则 A1(OH)3 的溶度积常数 Ksp=_____________________。
(6)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器,该电池的总反应可表示为::4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2,其正极反应式为_____________
7、硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用作照相定影剂、纸浆漂白脱氯剂等。
实验室可通过反应2Na2S+Na2CO3+4SO2→3Na2S2O3+CO2制取Na2S2O3,装置如图所示。
(1)装置B中搅拌器的作用是______;装置C中NaOH溶液的作用是_____。
(2)请对上述装置提出一条优化措施_______________________。
为测定所得保险粉样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数,称取3.000g Na2S2O3•5H2O样品配成100mL溶液,用0.100mol/L标准碘溶液进行滴定,反应方程式为:2Na2S2O3+I2→2NaI+Na2S4O6
(3)滴定时用__________作指示剂,滴定时使用的主要玻璃仪器有________________。
(4)滴定时,若看到溶液局部变色就停止滴定,则样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数测定值__________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(5)某学生小组测得实验数据如下:
实验次数 | 样品溶液体积(ml) | 滴定消耗0.100mol/L碘溶液体积(ml) |
1 | 20.00 | 9.80 |
2 | 20.00 | 10.70 |
3 | 20.00 | 9.90 |
该样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数是_______。(精确到0.001)
8、N,P,As等元素的化合物在生产和研究中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)意大利罗马大学的[FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子,该分子的空间构型与P4类似,其中氮原子的轨道杂化方式为__________,N-N键的键角为__________。
(2)基态砷原子的价电子排布图为__________,砷与同周期相邻元素的第一电离能由大到小的顺序为__________。
(3)配位原子对孤对电子的吸引力越弱,配体越容易与过渡金属形成配合物。PH3与NH3的结构相似,和过渡金属更容易形成配合物的是__________(填"PH3”或“NH3”)。
(4)SCl3+和PCl3是等电子体,SCl3+的空间构型是__________。S-Cl键键长__________P-Cl键键长__________(填“>”、“=”或“<”),原因是__________。
(5)砷化镓为第三代半导体,以其为材料制造的灯泡寿命长,耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示,砷化镓的化学式为__________。若该晶体的密度为ρg•cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则a、b的距离为__________pm(用含ρ和NA的代数式表示)。
9、CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0)]以两种温室气体为原料生成了合成气,在“碳中和”的时代背景下,该技术受到更为广泛的关注。
Ⅰ.完成下列填空:
(1)某温度下,在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后,其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol,则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。
Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下,研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响,部分数据如下所示。
序号 | 加热温度/℃ | 反应物气体流量/L•min-1 | n(CH4)∶n(CO2) | α/% | η/% |
ⅰ | 700 | 4 | 2∶2 | 49.0 | 42.0 |
ⅱ | 800 | 4 | 2∶2 | 79.6 | 52.2 |
ⅲ | 800 | 6 | 3∶3 | 64.2 | 61.9 |
ⅳ | 800 | 6 | 2∶4 | 81.1 | 41.6 |
已知储能效率η=Qchem/Qi,其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Qi是设备的加热功率。
(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______
(3)对比实验_______(填序号),可得出结论:气体流量越大,CH4转化率_______。
(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高,结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______
10、工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,某小组同学用如下图装置(略去加热仪器等)模拟生产过程。
已知:
i.烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq) (a)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) (b)
S(s)+Na2SO3(aq) Na2S2O3(aq) (c)
ii.Na2S和Na2SO3能被空气中的O2氧化。
(1)模拟实验的操作步骤(说明:仪器中旋塞或玻璃塞的开或关不必叙述):检查装置的气密性,并按图示加入试剂;向A烧瓶中分步滴加足量浓硫酸,___________,所得溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、真空干燥后即得到产品。
(2)为提高产品纯度,理论上应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为___________。
(3) Na2S2O3常用作脱氯剂。
①S2O离子的空间构型为___________。
②Na2S2O3溶液与足量Cl2反应的离子方程式为___________。
(4) Na2S2O3可以用于测定粗硒中硒的含量的操作步骤如下:
Ⅰ.用浓H2SO4将样品中的Se氧化为SeO2;
Ⅱ.用KI溶液还原SeO2为Se,同时生成I2;
Ⅲ.以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定Ⅱ中生成的I2(I2+2S2O=2I-+S4O
)。实验中准确称量0.400 0 g粗硒样品,滴定中消耗0.800 0 mol·L-1的Na2S2O3溶液20.00 mL,则粗硒样品中硒的质量分数为___________(写出计算过程)。
11、为测定二氯化一氯五氨合钴([Co(NH3)5Cl]Cl2,摩尔质量用M表示)样品的纯度,将mg样品分为10等份,取其中一份于强碱溶液中,加热煮沸,蒸出所有氨气,用V1mLc1mol•L‾1稀硫酸充分吸收,吸收后的溶液用c2mol•L‾1NaOH中和,平均消耗NaOH溶液的体积为V2mL。
(1)该样品中[Co(NH3)5Cl]Cl2的纯度为___;
(2)写出简要计算过程:___。
12、三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废水(镍主要以NiR2络合物形式存在)制取草酸镍(NiC2O4),再高温灼烧草酸镍制取三氧化二镍。工艺流程如图所示:
已知:①NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq)(R-为有机物配体,K=1.6×10-14)
②Ksp[Fe(OH)3]=2.16×10-39,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15
③Ka1(H2C2O4)= 5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)= 5.4×10-5
④“脱络”过程中,R-与中间产物·OH反应生成·R(有机物自由基),·OH能与H2O2发生反应。有关反应的方程式如下:
i.Fe2++H2O2=Fe3++OH-+·OH
ii.R-+·OH = OH-+·R
iii.H2O2+2·OH=O2↑+2H2O
请回答下列问题:
(1)中间产物·OH的电子式是________
(2)“沉铁”时,若溶液中c(Ni2+)=0.01mol·L-1,加入碳酸钠调溶液的pH为________(假设溶液体积不变,lg6≈0.8)使Fe3+恰好沉淀完全(离子的浓度≤1.0×10-5mol·L-1),此时________(填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。
(3)25℃时,pH=3的草酸溶液中c(C2O42-)/c(H2C2O4)________(保留两位有效数字)。“沉镍”即得到草酸镍沉淀,其离子方程式是________
(4)“灼烧”氧化草酸镍的化学方程式为_______________________________。
(5)加入Fe2+和H2O2能够实现“脱络”的原因是________。
(6)三氧化二镍能与浓盐酸反应生成氯气,写出反应的离子方程式________________。
13、近期科学家首次发现像大脑样的学习材料—— VO2,某小组以接触法制硫酸的废催化剂(主要成分是V2O5,含少量Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质)为原料制备VO2的流程如下:
已知:①NH4VO3难溶于水,(VO2)2SO4易溶于水;
② +2H+
+ H2O;
③几种金属离子以氢氧化物沉淀时的pH如下表。
金属氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Cu(OH)2 |
开始沉淀的pH | 2.7 | 4.0 | 4.6 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 5.2 | 6.0 |
请回答下列问题:
(1)“碱浸”中提高反应速率的可行措施有___________(答两条)。
(2)“煅烧1”发生主要反应的化学方程式为___________。
(3)理论上,为实现Cu2+完全沉淀,应调节pH=6.0,工业生产中,常调节pH=8.0,其目的是___________(用化学用语和必要的文字说明)。
(4)滤渣2的主要成分是Cu(OH)2和___________(填化学式)。“煅烧2”需要在流动空气中煅烧的原因可能是___________。
(5)将2.075g VO2产品溶于强碱溶液,加热煮沸,调节pH为8.5,将溶液稀释至250.00mL溶液。取25.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中,加入硫酸酸化的KI溶液(过量) ,溶液中的还原产物为V3+,滴加指示剂,用0. 10 mol∙L−1Na2S2O3溶液滴定,重复三次,测得数据如下表所示:
序号 | 起始读数 | 终点读数 |
① | 0.10 | 20.55 |
② | 0. 02 | 20.12 |
③ | 0.03 | 19. 93 |
该产品的纯度为___________%。若滴定过程中,振荡时间太长,则测得的结果___________ (填“偏高”“偏 低”或“无影响”)。(已知:2Na2S2O3 +I2 =Na2S4O6 + 2NaI)