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、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_____________
3、铁是一种常见的金属,在生产生活中用途广泛。
(1)铁在元素周期表中的位置是_______,其基态原子的电子排布式为_______;铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用_______摄取铁元素的原子光谱。
(2)Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁(Fe3N),NH3分子的立体构型为_______;1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为_______mol。
(3)把氯气通人黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中,得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]},该反应的化学方程式为_______;CN- 中碳原子的杂化轨道类型为_______。C、N、O元素的第一电离能的大小顺序为_______。
(4)FeCl3可与KSCN溶液发生显色反应。SCN-与N2O互为等电子体,则SCN-的电子式为_______。
4、某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN
Ⅱ.R—CNR—COOH
Ⅲ.(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 氧化 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。
5、燃煤烟气中含有较多的,减少排放和有效吸收是治理大气污染的一项重要措施。
(1)向燃煤中加入生石灰,可以有效减少的排放,燃烧后的煤渣中主要含硫元素的成分_______。(化学式)
(2)利用工业废碱液(主要成分)吸收烟气中的
并可获得无水
。
①吸收塔中发生反应离子方程式_______,酸性:H2SO3______H2CO3(填“”或“
”)。
②向溶液中滴加
溶液,测得溶液中含硫微粒的物质的量分数随
变化如图。由此可知
溶液呈_______(“酸性”或“碱性”),结合化学用语解释原因_______。
(3)用溶液吸收
。
已知:酸性条件下会转化成
和
,
具有更强的氧化性。
①用吸收
时,吸收率和溶液
的关系如图,随
升高吸收率降低的原因是_______。
②溶液加
酸化后溶液中,
_______。
6、碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用,如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理,实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);
水电解反应:2H2O(1) 2H2(g) +O2(g)。
(1)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①该反应的平衡常数K随温度降低而________(填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是_____。
A.混合气体密度不再改变 B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为_______。(不必化简,用平衡分,压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化率的是____(填标号)。
A.适当减压 B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+4H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol,Bosch反应的△H=_____kJ/mol。(生成焓指一定条件下由对应单质生成lmol化合物时的反应热)
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是______________。若使用催化剂,则在较低温度下就能启动。
③Bosch反应的优点是_______________。
7、(14分)工业上用闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有Fe2O3等杂质)为原料生产ZnSO4·7H2O的工艺流程如下:
(1)滤渣A经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品,其化学式为 。
(2)浸取过程中Fe2(SO4)3的作用是 。
(3)除铁过程控制溶液的pH在5.4左右,该反应的离子方程式为 。该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置,其目的是 。
(4)置换法除重金属离子所用物质C为 。
(5)硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表:
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.8 | 54.1 | 70.4 | 74.8 | 67.2 | 60.5 |
从除重金属后的硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为 、 、过滤、干燥。
8、(1)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数:
弱酸化学式 | HSCN | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
电离平衡常数 | 1.3×10-1 | 1.8×10-5 | 4.9×10-10 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
① 同温度下,等pH值的a. NaHCO3、b. NaCN、c.Na2CO3溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为__________(填序号)。
② 25 ℃时,将20mL 0.1mol/LCH3COOH溶液和20mL0.1mol/LHSCN溶液分别与20ml0.1mol/L NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是:________反应结束后所得两溶液中,c(SCN-)________c(CH3COO-)(填“> ”、“< ”或“= ”)
③ 若保持温度不变,在醋酸溶液中加入一定量氨气,下列量会变小的是______(填序号)。
a.c(CH3COO-) b.c(H+) c.Kw d.醋酸电离平衡常数
(2)煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。己知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0kJ mol-1
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9kJ mol-1
H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ mol-1
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式_________
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50mL 2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:请回答下列问题:
①甲烷燃料电池的负极反应式是____________
② 当A中消耗0.15mol氧气时.B 中____极增重_______g。
9、据公安部2019年12月统计,2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及碳氧化物是许多城市大气污染的主要污染物。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=−393.5kJ·mol−1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=−221.0kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.5kJ·mol−1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式___。
(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___(填字母代号)。
A.比值不变
B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式___。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理___。
(4)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H<0。实验测得:v正=v(CO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(CO)·c(O2),v逆=(CO2)消耗=k逆c2(CO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(CO)、n(O2)如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CO)/mol | 2 | 1.2 | 0.8 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
n(O2)/mol | 1.2 | 0.8 | 0.6 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
①T1温度时=___L/mol。
②若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2__T1(填“>”、“<”或“=")。
II.“低碳经济”备受关注,CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题。在0.1MPa、Ru/TiO2催化下,将一定量的H2和CO2置于恒容密闭容器中发生反应X:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H<0
(5)温度为T时,向10L密闭容器中充入5molH2和CO2的混合气体,此时容器内压强为5P,两种气体的平衡转化率ɑ与的关系如图所示:
①图中CO2的平衡转化率可用表示___(L1或L2)
②该温度下,反应X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)。
10、过氧化钙溶于酸,极微溶于水,不溶于乙醇、乙醚和丙酮,通常可用作医用杀菌剂、消毒剂、防腐剂。已知从溶液中制得的过氧化钙带有8个结晶水,在100℃时会脱水生成米黄色的无水过氧化钙,而无水过氧化钙在350℃时会迅速分解生成CaO和O2.以下是一种用纯净的碳酸钙制备过氧化钙的实验方案。请回答下列问题:
CaCO3滤液
白色结晶
(1)步骤①的具体操作为向碳酸钙中逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈_____性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_____。
(2)步骤②中反应的化学方程式为_____,该反应需要在冰浴下进行,原因是_____。
(3)过滤得到的白色晶体先用蒸馏水洗涤,再用乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是_____。
(4)过氧化钙在水产养殖方面可以作为释氧剂,也可以作为观赏鱼苗空运的水中添加剂,用化学方程式表示其作用原理_____。
(5)为测定产品中过氧化钙的质量分数,取m g样品,在温度高于350℃时使之充分分解,并将产生的气体(恢复至标准状况)通过图所示装置收集,测得量筒中水的体积为VmL,则产品中过氧化钙的质量分数为_____(列出表达式即可)。
11、化学需氧量(COD)是衡量水质的重要指标之一、COD是指在特定条件下用一种强氧化剂(如)定量地氧化水体中的还原性物质所消耗的氧化剂的量(折算为氧化能力相当的
质量,单位:mg/L)。某水样的COD测定过程如下:取400.0mL水样,用硫酸酸化,加入40.00mL0.002000mol/L
溶液,充分作用后,再加入40.00mL0.005000mol/L
溶液。用0.002000mol/L
。溶液滴定,滴定终点时消耗26.00mL。
已知:
(1)1mol的氧化能力与___________g
的氧化能力相当(作氧化剂时转移的电子数相同)。
(2)该水样的COD值是___________mg/L。(写出计算过程,结果保留小数点后一位)
12、一种通过阳极泥(主要成分为Au、Pt、Ag、Ru、Os、Pd等)制备锇酸钾晶体()的工艺流程如图:
已知:①的熔点为40.6℃,沸点为130℃,微溶于水,可溶于四氯化碳等有机溶剂。
②“残渣”的主要成分为含Os和Ru的混合物。
回答下列问题:
(1)Au与王水反应时,可生成和NO,写出反应的化学方程式:_______。
(2)“酸浸”后,进行操作①需要用到的玻璃仪器有_______。
(3)检验“滤液②”中金属阳离子的实验方法是_______。
(4)“溶解、蒸馏”步骤中,先加入50%硫酸得到溶液,再加入
溶液,反应后蒸馏出
,生成
的离子方程式为_______。
(5)用NaOH溶液吸收后又得到
溶液,且吸收液中仍然存在少量
杂质,操作中加入甲醇的目的是_______。
(6)“转化”时需加入过量KOH溶液,试从平衡移动角度分析其原因:_______。
13、氨气是一种重要的化工原料。
(1)已知 298K、101kPa 下,合成氨反应的能量变化图如图所示(ad 表示被催化剂吸附)。
①利于提高合成氨平衡产率的条件有_______。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
②合成氨反应“决速步”的热化学方程式为_______;
③已知 N2 (g)、H2(g)和 NH3(g)的比热容分别为 29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。则压强一定时,升温会导致合成氨的ΔH_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)以氨、丙烯、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
主反应:C3H6(g)+NH3(g) +O2(g)⇌C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH =-515 kJ/mol
副反应:C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)ΔH =-353kJ/mol
已知:丙烯腈的产率=,丙烯腈的选择性=
①一定条件下,丙烯腈的产率与温度的关系如图所示,则460℃之前产率随温度升高而增大的原因是_______。
②一定条件下,平衡时丙烯腈的选择性与温度、压强的关系如图所示,则p1、p2、p3 由大到小的顺序为_______,原因是_______。
③某温度下,向压强恒为100 kPa的密闭容器中通入1mol C3H6、1.1mol NH3 和 7.5mol 空气(假设只有氮气和氧气,O2、N2的体积比为1:4),发生上述反应。平衡时测得 C3H6 的转化率为 90%,H2O(g)的物质的量为2.5mol。则平衡时C3H3N的分压为_______kPa,此温度下副反应的 Kp=_______。