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、氢能是理想的清洁能源,资源丰富。以太阳能为热源分解 Fe3O4 ,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2 的过程如下:
(1)过程Ⅰ:
①将O2分离出去,目的是提高Fe3O4的 。
②平衡常数K 随温度变化的关系是 。
③在压强 p1下, Fe3O4的平衡转化率随温度变化的(Fe3O4) ~ T 曲线如图 1 所示。若将压强由p1增大到p2 ,在图1 中画出 p2 的
(Fe3O4) ~ T 曲线示意图。
(2)过程Ⅱ的化学方程式是 。
(3)其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下, H2O的转化率随时间的变化(H2 O) ~ t曲线如图2 所示。比较温度T1 、T2 、T3的大小关系是 ,判断依据是 。
(4)科研人员研制出透氧膜(OTM) ,它允许电子、O2-同时透过,可实现水连续分解制H2。工作时,CO、H 2O分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:
H2O在 侧反应(填“ a ”或“ b ”),在该侧H2O释放出H2的反应式是 。
3、研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。
①写出该反应的热化学方程式: 。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中压强不变 b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题:
①该过程是将 转化为 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)
②催化剂b表面的电极反应方程式为 。
(3)某国科研人员提出了使用氢气和汽油(汽油化学式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用,储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2,该系统反应如下图所示:
解决如下问题:
①写出CaH2的电子式 。
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是: 。
③如该系统反应均进行完全,试写出该系统总反应的化学方程式 。
4、为测试铁片中铁元素的含量,某课外活动小组提出下面方案并进行了实验。将0.200g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,将反应后得到的溶液用0.0200mol•L-1的KMnO4溶液滴定,达到终点时消耗了25.00mLKMnO4溶液。
(1)配平以下方程式并标出电子转移的方同与数目:___。
H2SO4+KMnO4+FeSO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O
(2)铁片中铁元素的质量分数为___;若通过仪器分析发现该小组的测量结果偏高,以下可能的情况有___。
A.酸式滴定管洗净后,直接注入高锰酸钾溶液
B.洗净的锥形瓶,再用待测液润洗
C.锥形瓶中残留有少量蒸馏水
D.滴定至终点时,在滴定管尖嘴部位有气泡
(3)高锰酸钾溶液往往用硫酸酸化而不用盐酸酸化,原因是:___。
(4)Fe2(SO4)3溶液中c(Fe3+):c(SO)___2:3(填写“>”、“<”或“=”),用离子方程式解释:___。
(5)高锰酸钾在化学品生产中,广泛用作为氧化剂,可以氧化H2O2、Fe2+、S2-、SO等多种物质。如H2O2+KMnO4+H2SO4→MnSO4+ +K2SO4+H2O,试推测空格上应填物质的化学式为___。
(6)上述反应在恒温下进行,该过程中会明显看到先慢后快的反应,原因可能是___。
5、(1)硫元素位于元素周期表第____列;硫元素原子核外有2个未成对电子,这2个电子所处亚层的符号是_______;硫、氯元素的原子均可形成与Ar原子电子层结构相同的简单离子,且硫离子的半径更大,请解释__________________。
(2)S8和P4的分子中都只有共价单键,若P4分子中有6个P-P键,则可推断S8分子有___个S-S键;已知:H-S键键能:339 kJ/mol;H-Se键键能:314 kJ/mol。以上键能数据能否比较S、Se非金属性的强弱______(选填“能”、“否”;下同);能否比较H2S、H2Se沸点的高低______。
(3)在25℃,Na2SO3溶液吸收SO2得到的NaHSO3溶液中c(SO32-)>c (H2SO3),据此判断NaHSO3溶液显___性。
(4)在25℃,Na2SO3溶液吸收SO2后,若溶液pH=7.2,则溶液中c(SO32-)=c (HSO3-);若溶液pH=7,则以下浓度关系正确的是(选填编号)___________。
a.c(Na+) = 2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+) = c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)
(5)已知Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO32-+H2OHSO3-+OH-,请用Na2SO3溶液和a试剂及必要的实验用品,设计简单实验,证明盐类的水解是一个吸热过程。a试剂是__________,操作和现象是__________________。
6、X、Y、Z是三种原子序数依次递增的前10号元素,X的某种同位素不含中子,Y形成的单质在空气中体积分数最大,三种元素原子的最外层电子数之和为12,其对应的单质及化合物转化关系如图所示。下列说法正确的是______
A.原子半径:X<Z<Y,简单气态氢化物稳定性:Y<Z
B.A、C均为10电子分子,A的沸点高于C的沸点
C.E和F均属于离子化合物,二者组成中阴、阳离子数目之比均为1∶1
D.同温同压时,B与D体积比≤1∶1的尾气,可以用NaOH溶液完全处理
7、碳酸氢钠俗称“小苏打”,在生活、生产中用途广泛。
(1)泡沫灭火器中主要成分是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,两者混合后发生双水解反应生成Al(OH)3和CO2进行灭火,写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
(2)Na2O2和NaHCO3都属于钠的化合物,它具有很强的氧化性。少量Na2O2与FeCl2溶液能发生如下反应:____Na2O2+____FeCl2+____H2O→____Fe(OH)3+____FeCl3+____NaCl,已知FeCl2前面系数为6,配平上述化学方程式______,并标出电子转移方向和数目______。该反应中被还原的元素是_________,氧化产物是_________。
(3)向NaHCO3溶液中加入少许Ba(OH)2固体,忽略溶液体积变化,溶液中的c(CO32-)的变化是_____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)NaHCO3是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物,在滤出小苏打后,母液提取氯化铵有两种方法:①通入氨,冷却、加食盐,过滤 ②不通入氨,冷却、加食盐,过滤对两种方法的评价正确的是______(选填编号)。
a.①析出的氯化铵纯度更高 b.②析出的氯化铵纯度更高
c.①的滤液可直接循环使用 d.②的滤液可直接循环使用
(5)已知HCO3-在水中既能水解也能电离。NaHCO3溶液呈碱性,溶液中c(H2CO3)___c(CO32-)(选填“>”、“<”、“=”)。
8、二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如上图所示。
①若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为________。
②“热分解系统”中每分解1molFexOy,转移电子的物质的量为________。
工业上用CO2和H2反应合成甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)===CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=________kJ·mol-1。
①一定条件下,上述合成甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填字母)。
a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的值变小
②在某压强下,合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如下图所示。T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=__________;KA、KB、KC三者之间的大小关系为____________。
(3)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH)________(填“>”、“<”或“=”)c(HCO
);反应NH
+HCO
+H2O=NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=__________。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7,K2=4×10-11)
9、【化学—选修2:化学与技术】
三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O),再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。工艺流程图如下所示。
请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ为 。
(2)①加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为 ;
②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0,其目的为 ;
(3)草酸镍(NiC2O4·2H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧,可制得Ni2O3,同时获得混合气体。NiC2O4受热分解的化学方程式为 。
(4)工业上还可用电解法制取Ni2O3,用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-,再把二价镍氧化为三价镍。ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为 。a mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为 。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时,NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 。
10、苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料纳米氧化铜的重要前驱体之一、下面是它的一种实验室合成路线:
+H2O+H2SO4
+NH4HSO4
+Cu(OH)2
+H2O
制备苯乙酸的装置示意图(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸 的熔点为76.5°C,微溶于冷水,溶于乙醇。 具体步骤:
i.在250mL三颈烧瓶a中加入70mL70%的硫酸。
ii.将a中的溶液加热至100°C,缓缓滴加40g苯乙腈( )到过量硫酸溶液中,然后升温至130°C继续反应。反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。
iii.将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30 min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体。回答下列问题:
(1)配制70%硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是:先加 ___________的后加___________。
(2)在装置中,仪器b的名称是___________ ; 仪器c的作用是___________。反应分离苯乙酸粗品时,加适量冷水的目的是___________。
(3)下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是___________ (填标号)。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.烧杯 D.直形冷凝管 E.玻璃棒
(4)最终得到41 g苯乙酸晶体,则苯乙酸的产率是___________% (结果保留小数点后两位数字)
(5)写出用CuCl2·2H2O和NaOH溶液制备Cu(OH)2沉淀的化学方程式:___________。
(6)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置电解CuCl2·2H2O溶液,该电池的负极反应式为___________。
11、实验室利用铜屑、硝酸和硫酸的混酸为原料制备硫酸铜晶体。结合具体操作过程回答下列问题。
(1)配制混酸:将3 mol/L的硫酸(密度1.180g/cm3)与15mol/L的浓硝酸(密度1.400 g/cm3)按体积比5:1混合后冷却。
①计算混酸中硫酸的质量分数为__________;
②取1g混酸,用水稀释至20.00mL,用0.5mol/L烧碱进行滴定,消耗标准烧碱溶液的体积为__________mL。
(2)灼烧废铜屑:称量一定质量表面含油污的纯铜屑(铜含量为99.84%),置于坩埚中灼烧,将油污充分氧化后除去,直至铜屑表面均呈黑色。冷却后称量,固体质量比灼烧前增加了3.2 %,
①固体中氧元素的质量分数为__________(保留3位小数);
②固体中铜与氧化铜的物质的量之比为___________。
(3)溶解:称取2.064g固体,慢慢分批加入一定质量的混酸,恰好完全反应。列式计算产生NO气体体积在标准状况下的体积(设硝酸的还原产物只有NO)。______________
(4)结晶:将反应后的溶液水浴加热浓缩后冷却结晶,析出胆矾晶体。
①计算反应后溶液中CuSO4的物质的量是__________;
②若最终得到胆矾晶体质量为6.400g,胆矾的产率为_________。(精确到1%)
12、氮族元素包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi),在性质上表现出从典型的非金属元素到典型的金属元素的一个完整的过渡。
(1)下列氮原子的能量最低的是_______。
A.
B.
C.
D.
(2)①氮族元素简单氢化物的键角NH3>PH3>AsH3,其原因是_______。
②南开大学某课题组成功合成了无机二茂铁类似物[Fe(η4- P4)2]2-。环状是芳香性π配体,P的杂化方式是_______ ,
中的大π键应表示为_______(分子中的大π键可用符号
表示,其中m代表形成大π键的原子数,n代表形成大π键的电子数)
(3)雌黄的分子式为As2S3,1个As2S3分子中孤电子对数目为_______。
(4)天津理工大学科研团队制备出一种智能离子交换剂,由平行堆积的一维链阴离子(部分结构如下图)和K+阳离子组成,含有n个最简单元的阴离子可表示为_______。
(5)①基态铋原子的价电子排布式为_______。
②铋的一种氧化物的立方晶胞结构如图所示,已知最近的两个铋离子之间的距离为a pm,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。
13、利用废铅蓄电池的铅泥(含PbSO4、PbO2和Pb)制备碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]的工艺流程如下图所示:
已知:25℃时,,
,
(1)“还原”时PbO2转化为PbO,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(2)“转化”时溶液中___________。
(3)“酸溶”时生成气体的化学方程式有___________。
(4)“调pH”获得2PbCO3·Pb(OH)2的相关反应:
ⅰ.
ⅱ.
产物产率与反应温度、反应后溶液pH关系如下表。
反应温度/℃ | 反应终液pH值 | 2PbCO3·Pb(OH)2产率/% |
70 | 4.35 | 0 |
85 | 4.67 | 47.8 |
95 | 5.90 | 83.4 |
105 | 5.36 | 86.6 |
①85℃时,产物中PbCO3含量高于2PbCO3·Pb(OH)2是因为尿素水解速率___________(填“大于”或“小于”) CO结合Pb2+速率。
②85~95℃,升高温度,2PbCO3·Pb(OH)2产率增加的原因为___________。
(5)称取9.085g粗产品,加热分解,测得产生1.100gCO2和0.180gH2O,则产品纯度为___________(假设杂质只有PbCO3,计算结果保留3位有效数字)。