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、硫酸铵是化工、染织、医药、皮革等工业原料。某硫酸工厂利用副产品Y处理尾气SO2得到CaSO4,再与相邻的合成氨工厂联合制备(NH4)2SO4,工艺流程如下:
请回答以下问题:
(1)下列有关(NH4)2SO4溶液的说法正确的是_____
A.电离方程式:(NH4)2SO42NH4++SO42-
B.水解离子方程式:NH4++H2ONH3•H2O+H+
C.离子浓度关系:c(NH4+)+c(H+)=c(SO42-)+c(OH–)
D.微粒浓度大小:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(NH3•H2O)>c(OH–)
(2)硫酸工业中,V2O5作催化剂时发生反应2SO2+ O2 2SO3,SO2的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择下表中最合适的温度和压强分别是__________。该反应420℃时的平衡常数_____520℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)。
1.01×105Pa | 5.05×105Pa | 1.01×106Pa | |
420℃ | 0.9961 | 0.9972 | 0.9984 |
520℃ | 0.9675 | 0.9767 | 0.9852 |
620℃ | 0.8520 | 0.8897 | 0.9276 |
(3)在2L密闭容器中模拟接触法制备三氧化硫时,若第12分钟恰好达到平衡,测得生成SO3的物质的量为1.2mol,计算前12分钟用氧气表示反应速率v(O2)为___________。
(4)副产品Y是__。沉淀池中发生的主要反应方程式是___________________。
(5)从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是________________。
3、碳酰氯(COC12),俗称光气,常温下为气体,化学性质不稳定,遇水迅速水解得到强酸,工业用途广泛,是化工制品的重要中间体。
(1)实验室可利用氧气与氯仿(CHCl3)反应得到光气和一种氢化物,写出氧气与氯仿(CHC13)反应的化学反应方程式:_____________________________。
(2)工业上,常用CO与氯气反应得到光气,其热化学方程式为:CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) △H=-108 kJ/mol,已知:1 molCl2(g)、1molCO(g)化学键断裂分别需要吸收能量243kJ、1072kJ,则1molCOCl2(g)中化学键断裂需要吸收能量________kJ。
(3)光气的分解反应为 COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) △H=+l08kJ/mol。温度为T1时,该可逆反应在恒容密闭体系中,各物质的浓度与时间关系如下表所示:
浓度/mol• L-1 时间/min | COCl2(g) | CO(g) | Cl2(g) |
0 | 0.1300 | 0.0050 | 0.0050 |
5 | 0.0400 |
|
|
①在5 min 时恰好达到平衡状态,该反应在此温度下的平衡常数K=________(精确到小数点后两位)。
②0~5min 内,v(COCl2)=_________。
③若保持温度不变,再向容器中充入一定量COCl2 (g),重新达到平衡,此时COCl2 (g)的转化率a(COCl2)_________(填“增大”“减小”或“不变”),试用平衡常数解释原因______________________。
④保持其他条件不变,改变反应温度至T2,反应重新达到平衡,此时测得c(CO)=0.0850 mol/L,则T1________T2(填“>”、“<”、“=”),理由是________________________________。
4、硫酸铅可用于铅蓄电池、纤维增重剂、涂料分析试剂.工业上通常用自然界分布最广的方铅矿(主要成分为PbS)生产硫酸铅。工艺流程如下:
已知:①Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5.
②PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H>0
③Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的pH值分别为1.9和7.
(I)流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是 _____________________,反应过程中可观察到淡黄色沉淀,则步骤(1)对应的主要反应的离子方程式为 ____________________________;
(II)步骤(2)所得的滤液A 蒸发浓缩后再用冰水浴的目的是___________(请用平衡移动原理解释)
(III)上述流程中可循环利用的物质有___________;
(Ⅵ)步骤(4)中反应的离子方程式为_____________________.对滤液C中氯离子的测定可中和后采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl−,利用Ag+与CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。选用K2CrO4溶液的最好浓度等于 _____________mol·L−1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)。
(Ⅴ)PbO2与MnO2性质相似,请写出PbO2与浓盐酸加热条件下反应的离子方程式______________________
5、短周期的元素在自然界中比较常见,尤其是非金属元素及其化合物在社会生活中有着很重要的作用。
(1)补全元素周期表中符号。
_____ | C | N | O | F |
Al | Si | _____ | S | Cl |
表中元素形成的最稳定氢化物是_____,该氢化物在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度_____(填“大”或“小”)。
(2)硅原子核外电子运动状态为_____种,其最外层电子排布式为_____,硅微粒非常坚硬,比较晶体硅与碳化硅的熔点高低并解释说明_____。
(3)碳元素的非金属性比硫_____,可由一复分解反应推测而得,其反应的化学方程式为_____。
(4)烟气中的NO与尿素[CO(NH2)2](C的化合价为+4)反应进行脱硝。反应的化学方程式是:2CO(NH2)2+8NO=2CO2+6N2+O2+4H2O。该反应的氧化产物为_____,若反应过程中有2.24L(标准状况下)NO反应,则电子转移的数目为_____。
6、严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害,研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的形成及处理具有重要意义。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲_____乙(填“>”、“<”或“=”)。
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是____(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe b.温度和容器体积不变,充入1.0molO2
c.在其他条件不变时,充入1molSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH 溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是_______________。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91: 9 | 1:1 | 9: 91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
由上表判断,NaHSO3溶液显_____性(填“酸”、“碱”或“中”),用化学平衡原理解释:________。
(3)用CH4催化剂还原NO2可以消除氮氧化的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_______kJ。
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+ H2(g) △H<0。一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为1:6.则平衡常数K=______(计算结果保留两位小数)。
7、太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜硅系太阳能电池。完成下列填空:
(1)亚铜离子(Cu+)基态时的电子排布式为____________;
(2)硒为第四周期元素,相邻的元素有砷和溴,则这3种元素的第一电离能I1从大到小顺序为(用元素符号表示)_______________________________;用原子结构观点加以解释_________________________。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具 有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF3能与NH3反应生成BF3•NH3 。BF3•NH3中B原子的杂化轨道类型为__________,N原子的杂化轨道类型为 ______________ ,B与 N之间形成 __________________ 键。
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构;金刚砂晶体属于____________(填晶体类型)在SiC结构中,每个C原子周围最近的C原子数目为 ______________。
8、(1)气态氢化物热稳定性大于
的主要原因是__________。
(2)是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,
的电子式是_______。
(3)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是__________。
9、燃煤排放的尾气中含有二氧化硫、氮氧化物(主要为NO)等污染物,工业上采用不同的方法脱硫脱硝。
(1)工业用漂白粉溶液脱硫脱硝,SO2和NO转化率分别达到100%和92.4%。
①写出漂白粉溶液与SO2反应的离子方程式:___。
②相对于SO2,NO更难脱除,其原因可能是___。(填字母)
a.该条件下SO2的氧化性强于NO
b.燃煤排放的尾气中NO的含量多于SO2
c.相同条件下SO2在水溶液中的溶解性强于NO
③NO转化率随溶液pH变化如图所示。NO中混有SO2能提高其转化率,其原因可能是___。
(2)工业上把尾气与氨气混合,通过选择性催化剂,使NO被氨气还原为氮气,SO2吸附在催化剂表面:当催化剂表面SO2达到饱和后,进行催化剂再生同时产生亚硫酸铵而脱硫。
①NO脱除的化学反应方程式为__。
②工业上催化剂再生采取的措施为___。
(3)电子束尾气处理技术是用电子束照射含有水蒸汽和空气的尾气,产生强活性O把NO和SO2氧化而除去。在实际处理中需向尾气中通入一定量氨气,这样处理得到的产物为___(写化学式)。
10、I.常温下,HNO2电离反应的平衡常数值为2.6×10-4。NaNO2是一种重要的食品添加剂,由于其外观及味道都与食盐非常相似,误食工业用盐造成食物中毒的事件时有发生。
(1)某活动小组同学设计实验方案鉴别 NaCl溶液和NaNO2溶液,请填写下列表格。
选用药品 | 实验现象 | 利用NaNO2的性质 |
①酚酞试液 | ____________ | ____________ |
②淀粉-KI试纸 | ____________ | ____________ |
(2)亚硝酸钠有毒,不能随意排放,实验室一般将其与饱和氯化铵溶液共热使之转化成无毒无公害的物质,其产物之一为无色无味气体,则该气体为____________(填化学式)。
II.活动小组同学采用如下装置制备并测定所得固体中亚硝酸钠(NaNO2)的质量分数(装置可重复使用,部分夹持仪器已省略)。
已知: ①2NO + Na2O2 =2NaNO2;
②酸性条件下,NO、NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+;NaNO2能使
酸性高锰酸钾溶液褪色。
(1)实验装置的连接顺序为____________;
(2)C瓶内发生反应的离子方程式为____________。
(3)为了测定亚硝酸钠的含量,称取4.0g样品溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.10 mol·L-1的酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表。
滴定次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
KMnO4溶液体积/mL | 20.60 | 20.02 | 20.00 | 19.98 |
①第一组实验数据出现较明显异常,造成异常的原因可能是__________(填字母序号)。
a.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
b.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
c.观察滴定终点时仰视读数
②根据表中数据进行计算,所制得的固体中亚硝酸钠的质量分数为____________。
(4)设计实验,比较0.1mol·L-1NaNO2溶液中NO2-的水解程度和0.1mol·L-1HNO2溶液中HNO2电离程度的相对大小_______(简要说明实验步骤、现象和结论,仪器和药品自选)。
11、海水中含有较为丰富的Mg2+,利用晒盐之后的母液制备Mg。某兴趣小组探究:要将镁离子沉淀完全通常是“把镁离子转化为氢氧化镁沉淀,而不是碳酸镁沉淀”的原因。已知晒盐之后的母液中c(Mg2+)=1.0×10-3mol/L,模拟工业过程,采用Na2CO3或石灰乳来沉降其中的Mg2+。室温下,相关的物理数据见表(各饱和溶液密度近似为1g/mL)。
| 溶解度 | 溶度积常数Ksp |
Na2CO3 | 26.5g |
|
Ca(OH)2 | 0.37g |
|
Mg(OH)2 |
| 1.0×10-11 |
MgCO3 |
| 2.50×10-4 |
已知:
Mg(OH)2(s)Mg2+(ag)+2OH-(aq)Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)
MgCO3(s)Mg2+(ag)+2CO
(aq)Ksp=c(Mg2+)·c(CO
)
(1)资料显示,在室温下用石灰乳调节pH=12.4时镁离子沉淀完全,请通过计算说明碳酸钠能否达到相同的沉淀效果___。
(2)模拟工业过程,母液中c(Mg2+)=1.0×10-3mol/L,1L母液中加入1molNaOH,Mg2+的沉积率为a%,加入1molNa2CO3,Mg2+的沉积率为b%,则a:b约为___(不考虑溶液体积变化,沉积率=沉积量:初始量)
12、六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)常用于电镀、陶瓷等工业。某实验室以镍矿渣(主要含NiS、CuS、FeS)制备六水合氯化镍晶体,设计流程如图所示:
已知: Ksp(NiS)= 1.07×10-21, Ksp(CuS)= 1.27×10-26。
回答下列问题:
(1)①写出“酸溶”时,NiS发生反应的离子方程式:_______。
②“酸溶”时,为减少生产过程对大气的污染,通常还需通入过量的_______(填气体名称)。
(2)试剂a应选用下列物质中的_______(填标号)。
A.NaOH
B.Ni(OH)2
C.Na2CO3
D.Ni(NO3)2
(3)“除铜”过程发生反应的离子方程式是_______,若要求溶液中Cu2+浓度小于1×10-5mol/L,则应控制溶液中Ni2+浓度_______。(结果保留两位小数)
(4)“沉镍”所得沉淀有多种组成,可表示为xNiCO3·yNi( OH)2 ·zH2O,若试剂b为纯净物,试剂b可以是_______ 。 为测定沉淀的组成,进行下列实验:称取干燥沉淀样品3. 41g,隔绝空气加热,剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500°C~750°C条件下加热,收集到的气体产物只有一种,750°C以上残留固体为NiO)。通过计算确定该样品的化学式为_______。
(5)由xNiCO3·yNi( OH)2 ·zH2O固体制备NiCl2·6H2O的实验方案是:向固体中加入过量盐酸,搅拌,调节溶液的pH值,蒸发浓缩,_______,过滤,_______,干燥(NiCl2溶解度曲线如图所示)。
13、利用甲烷可以有效降低有害气体对大气的污染,成为当前科学研究的重点课题。
(1)利用CH4和CO2重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放。已知重整过程中涉及如下反应:
反应I CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
反应II CO2(g)+H2(g)CO(g) + H2O(g) △H2=+41.2 kJ/mol
反应III CH4(g)+O2(g)
CO(g)+2H2(g) △H3=-35.6 kJ/mol
①已知:O2(g)+H2(g)
H2O(g) △H=-241.8 kJ/mol,则△H1=___________ kJ/mol
②恒容密闭容器中CH4、CO2的分压分别为25 kPa、20 kPa,一定条件下发生反应I。
已知v正(CO)=1.28×10-2·p(CH4) ·p(CO2)(Pa·s-1),某时刻测得p(H2)=10 kPa,则该时刻v正(CH4)=___________ kPa/s。
(2)CH4(g)和H2S(g)反应可以生成化工原料CS2(g)和H2(g)。控制体系压强为0.17 MPa,当原料初始组成n(CH4):n(H2S)=1:2, 反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数随温度的变化如图甲。图中表示CS2、CH4变化的曲线分别是___________(填字母序号)。M点对应温度下,H2S的转化率是___________,反应的Kp=___________(以分压表示,分压-总压×物质的量分数)。
(3)在恒容密闭容器中,通入一定量CH4和NO2发生反应,相同时间内测得NO2的转化率与温度的关系如图乙。下列叙述正确的是___________。
A.200℃NO2的平衡转化率大于300℃NO2的平衡转化率
B.b点的v(逆)大于e点的v(逆)
C.c点和d点均处于平衡状态
D.适当升温或增大c(CH4)可提高C点时NO2的转化率和反应速率