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、一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。
3、次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式:___________。
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的银离子还原为银单质,从而可用于化学镀银.
①(H3PO2)中,磷元素的化合价为___________。
②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为:___________(填化学式);
③NaH2PO2是 正盐还是酸式盐?___________,其溶液显___________性(填“弱酸性”、“中性”、或者“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与硫酸反应,写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式___________。
(4)(H3PO2)也可以通过电解的方法制备.工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式___________;
②分析产品室可得到H3PO2的原因___________;
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2,将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室,其缺点是___________杂质。该杂质产生的原因是___________。
4、铝、锌、铁在人类生产和生活中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Fe2+电子排布式为___,Zn的基态原子能级最高的电子的电子云轮廓图形状为___。
(2)已知Al的第一电离能为578kJ·mol-1、Mg的第一电离能为740kJ·mol-1,请解释Mg的第一电离能比Al大的原因___。
(3)Zn2+可形成[Zn(NH3)6]SO4络合物,1mol[Zn(NH3)6]2+配离子中含σ键___mol,其阴离子中心原子的杂化方式是___,NH3的沸点高于PH3的原因是___。
(4)已知Zn2+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示:
离子 | Sc3+ | Cr3+ | Fe2+ | Zn2+ |
水合离子的颜色 | 无色 | 绿色 | 浅绿色 | 无色 |
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因:___。
(5)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为___,其中Fe的配位数为___。
(6)Fe和N可组成一种过渡金属氮化物,其晶胞如图所示。六棱柱底边边长为xcm,高为ycm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞的密度为___g·cm-3(列出计算式即可)。
5、纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。
(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”),该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________,
肼燃料电池中A极发生的电极反应为____________________________。
(3)当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________ mol。
6、“三酸两碱”是最重要的无机化工产品,广泛用于国防、石油、纺织、冶金、食品等工业。“三酸”是指硝酸、硫酸和盐酸,“两碱”指烧碱和纯碱。回答下列问题:
(1)写出过量稀硝酸分别与“两碱”溶液反应的离子方程式:_______、_______。
(2)请将“三酸两碱”中所含位于第三周期的元素,按原子半径由大到小的顺序排列_______。
(3)氯的非金属性比硫____(填“强”或“弱”),请用两个事实说明你的结论____________。
(4)某烧碱溶液中含0.1molNaOH,向该溶液通入一定量CO2,充分反应后,将所得溶液低温蒸干,得到固体的组成可能有四种情况,分别是:①________;②Na2CO3;③________;④NaHCO3。若该固体溶于水,滴加过量盐酸,再将溶液蒸干,得到固体的质量是_______ g。
(5)将Na2CO3溶于水得到下列数据:
水 | Na2CO3 | 混合前温度 | 混合后温度 |
35mL | 3.2g | 20℃ | 24.3℃ |
Na2CO3溶于水_________(填“吸”或“放”)热,请从溶解过程热效应的角度加以解释___________。
7、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______。
8、C、N、S对应的化合物,是重要的化学物质。试回答下列问题:
(1)已知:氢气的燃烧热为286.0kJ/mol,氨气的燃烧热为382.5 kJ/mol ,则合成氨反应的热化学方程式
为_____________________。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为________________。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。 有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,恒温(T)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表:
时间(min) 浓度(mol•L-1) | NO | N2 | CO2 |
0 | 1.00 | 0 | 0 |
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
①10min~20min以v(CO2)表示的反应速率为_________________。
②根据表中数据,计算T℃时该反应的平衡常数为Kp=___________,(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,保留两位小数)
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率_________(填“增大”“不变”或“减小”)。
④该反应达到平衡时下列说法正确的是______填序号字母)。
a.容器内压强保持不变 b.2v(NO)=v(N2)
c.容器内CO2的体积分数不变 d.混合气体的密度保持不变
⑤30min时改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是______。请在图中画出30~40min的变化曲线______。
9、为分离废磷酸亚铁锂电池的正极材料(主要含LiFePO4和铝箔)中的金属,将正极材料粉碎后进行如下流程所示的转化:
已知LiFePO4不溶于水和碱,能溶于强酸。
(1)“碱溶”时的离子方程式为___。
(2)向滤液Ⅰ中通入过量CO2会析出Al(OH)3沉淀,写出该反应的离子方程式:____。
(3)“酸浸”时溶液中Fe2+发生反应的离子方程式为_____。
(4)检验“沉铁”后所得溶液中是否存在Fe3+的方法是____。
(5)以Fe(OH)3为原料可以制取FeSO4晶体,还需的试剂有____。
(6)“沉锂”时,检验Li+是否沉淀完全的方法是____。
10、高锰酸钾是中学常用化学试剂,工业上常以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料进行制备,主要工艺流程如下图:
已知:3K2MnO4+2H3PO4═2KMnO4+MnO2↓+2K2HPO4+2H2O
物质 | KMnO4 | K2HPO4 | K2SO4 | CH3COOK | KCl | K2CO3 |
293K溶解度/g | 6.4 | 150 | 11.1 | 217 | 34 | 111 |
(1)原料高温煅烧时选用铁坩埚和铁棒,理由是__________。
(2)①中每生成1molK2MnO4时电子转移2mol,写出化学反应方程式_________。
(3)从反应机理和产物分离角度考虑,③可用磷酸,也可用下列________试剂。
A.醋酸 B.盐酸 C.硫酸 D.CO2
(4)下列描述不正确的是_________。
A.操作⑤中蒸发至大量晶体析出再冷却晶体,趁热过滤
B.抽滤时布氏漏斗中选用大小略小于漏斗内径且盖住全部小孔的滤纸
C.可用无水乙醇洗涤产品提高纯度
D.KMnO4晶体的烘干温度过高会降低产率
(5)粗产品的洗涤步骤可能需要用到以下操作:a.加入洗涤剂至浸没固体;b.洗涤剂缓慢通过;c.洗涤剂快速通过;d.关小水龙头;e.开大水龙头;f.重复2~3次。
请选出正确的操作并排序________。(操作可重复使用)
(6)高锰酸钾产品的纯度测定:准确称取0.7900g产品,配成250mL溶液,量取25.00mL于锥形瓶中,用0.1000mol•L﹣1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定,滴定终点的现象__________。滴定前和滴定后的液面见下图。计算出高锰酸钾的纯度为_______。
11、铜和铜合金广泛用于电气、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。
(1)以含Cu2S80%的精辉铜矿为原料冶炼金属铜()。若生产含Cu量为97.5%的粗铜48t,则生产SO2_________L(标准状况下);需要精辉铜矿_______t(保留一位小数)。
(2)高温时,Cu2S和O2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步:
2Cu2S+3O22Cu2O+ 2SO2、2Cu2O+ Cu2S
6Cu+ SO2↑
取amol Cu2S和bmol空气(设氧气占空气体积的20%)在高温下充分反应。根据下列几种情况回答问题(反应前后温度、容器体积不变):
①若反应后剩余固体只有Cu,则a和b的关系是___________。
②若反应后剩余固体是Cu2S和Cu,则反应前容器内压强(P1)与反应后容器内压强(P2)的关系是_______。
③若反应后容器内的压强小于反应前,通过分析,确定反应前后容器内固体的成分___________。
(3)可用纯度为80%的精辉铜矿制备胆矾。称取8.0g矿样,溶解在40mL14.0mol/L的浓硝酸中(杂质不反应),反应为: 2Cu2S+14H++10NO3-→4Cu2++2SO42-+5NO↑+5NO2↑+7H2O。过滤后向所得溶液再加入适量的铜和稀硫酸,充分反应前后,将该溶液蒸发结晶。计算理论上最多可得到CuSO4·5H2O晶体多少克_______?
12、铁被誉为“第一金属”,铁及其化合物在生活中有广泛应用。
(1)基态Fe2+的电子排布式为_____。
(2)FeCl3的熔点为306℃,沸点为315℃。FeCl3的晶体类型是_____。FeSO4常作净水剂和补铁剂,SO的空间体构型是_____。
(3)实验室用KSCN溶液、苯酚()检验Fe3+。N、O、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____(用元素符号表示),苯酚中碳原子的杂化轨道类型为_____。
(4)铁可以和乙烯、丙烯等烯烃的双键发生配位形成配合物,被广泛应用于催化不对称1,4加成反应。丙烯(CH3CH=CH2)分子中δ键数目和π键数目之比为____。
(5)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为_____。
(6)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知:
氧化亚铁晶体的密度为ρg•cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为_____;Fe2+与O2-最短核间距为_____pm。
13、为充分利用资源,变废为宝,实验室里利用废铁屑制取硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]。某兴趣小组以废铁屑制得硫酸亚铁铵后,按下列流程制备二水合草酸亚铁(FeC2O4•2H2O),进一步制备高纯度还原铁粉。
已知:FeC2O4•2H2O难溶于水,150℃开始失结晶水:H2C2O4易溶于水,溶解度随温度升高而增大。
请回答:
(1)步骤②中,H2C2O4稍过量主要原因是_________________。
(2)为了提高步骤③得到的FeC2O4•2H2O的纯度,宜用_________________(填热水、冷水或无水乙醇)洗涤,检验洗涤是否干净的操作是_________________。
(3)实现步骤④必须用到的两种仪器是_________________(供选仪器:a.烧杯;b. 坩埚;c.蒸馏烧瓶;d.高温炉;e.表面皿;f.锥形瓶):
(4)为实现步骤⑤,不宜用碳粉还原Fe2O3, 理由是_________________。
(5)硫酸亚铁铵是重要的工业原料,其溶解性如表所示:
(注意:高于73.3℃,FeSO4•7H2O发生分解)
以铁屑(有油污)、硫酸、硫酸较为原料,补充制取硫酸亚铁铵晶体的实验方案:将铁屑置于锥形瓶中,_________________冷却,过滤,用蒸馏水洗涤铁屑至中性,将铁屑置于锥形瓶中,_________________至铁屑完全溶解,_________________,冷却结晶,用无水乙醇洗涤2-3次,低温干操。[实验中必须使用的试剂:铁屑、1.0mol•L-1的Na2CO3溶液、3.0mol•L-1的H2SO4溶液,饱和(NH4)2SO4溶液]