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、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_______。
3、铬铁矿主要成分为铬尖晶石(FeCr2O4),以铬铁矿为原料可制备Cr2(SO4)3溶液。铬铁矿的尖晶石结构在通常条件下难以被破坏,其中的二价铁被氧化后,会促进尖晶石结构分解,有利于其参与化学反应。
(1)铬铁矿中的基态二价铁被氧化过程中,失去的电子所处的能级为_______。
(2)120℃时,向铬铁矿矿粉中加入50%的H2SO4,不断搅拌,铬铁矿溶解速率很慢。向溶液中加入一定量的CrO3,矿粉溶解速率明显加快,得到含较多Cr3+和Fe3+的溶液。写出加入CrO3后促进尖晶石溶解的离子方程式:_______。
(3)其它条件不变,测得不同温度下Cr3+的浸出率随酸浸时间的变化如图1所示。实际酸浸过程中选择120℃的原因是_______。
(4)已知:室温下Ksp[Cr(OH)3]=8×10-31,Ksp [Fe(OH)3]=3×10-39,可通过调节溶液的pH,除去酸浸后混合液中的Fe3+。实验测得除铁率和铬损失率随混合液pH的变化如图2所示。pH=3时铬损失率高达38%的原因是_______。
(5)在酸浸后的混合液中加入有机萃取剂,萃取后,Fe2(SO4)3进入有机层,Cr2(SO4)3进入水层。取10.00mL水层溶液于锥形瓶中,先加入氢氧化钠调节溶液至碱性,再加入足量过氧化氢溶液。充分反应后,加热煮沸除去过量过氧化氢。待溶液冷却至室温,加入硫酸和磷酸的混合酸酸化,此时溶液中Cr全部为+6价。在酸化后的溶液中加入足量KI溶液,以淀粉溶液作指示剂,用0.3000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,发生反应:I2+2S2O=S4O
+2I-,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液19.80mL,计算萃取所得水层溶液中Cr3+的物质的量浓度_______。(写出计算过程)
4、大气污染越来越成为人们关注的问题,烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放,脱硝的方法有多种。完成下列填空:
Ⅰ直接脱硝
(1)NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气。在10 L密闭容器中,NO经直接脱硝反应时,其物质的量变化如图所示。则0~5min内氧气的平均反应速率为_______mol/(L·min)。
Ⅱ臭氧脱硝
(2)O3氧化NO结合水洗可完全转化为HNO3,此时O3与NO的物质的量之比为_____。
Ⅲ氨气脱硝
(3)实验室制取纯净的氨气,除了氯化铵外,还需要_______、_______(填写试剂名称)。不使用碳酸铵的原因是_______________________________(用化学方程式表示)。吸收氨气时,常使用防倒吸装置,下列装置不能达到此目的的是________。
NH3脱除烟气中NO的原理如下图:
(4)该脱硝原理中,NO最终转化为________(填化学式)和H2O。当消耗1mol NH3和0.25mol O2时,除去的NO在标准状况下的体积为______L。
5、丁二烯是生产合成橡胶的主要原料。一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯()与溴单质发生液相加成反应(1,2加成和1,4加成),已知溶剂极性越大越容易发生1,4加成。现体系中同时存在如下反应:
①
②
③
已知体系中两种产物可通过互相转化,反应历程及能量变化如下图所示:
(1)由反应过程及能量变化图示判断,m___________n(填“>”、“=”或“<”),___________
(用含
、
、
、
的式子表示)
(2)由反应过程及能量变化图示判断,反应___________(填“①”、“②”)的产物更稳定,若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数,还可采取的措施是___________。
(3)在一定温度下,向某反应容器中加入1.0mol和一定量的
发生上述反应。测得
的平衡转化率为a,平衡时
为bmol,若以物质的量分数表示的平衡常数
,反应③的平衡常数
,则产物
的选择性百分比为___________(选择性是指目标产物在最终产物中的比率),开始加入的
的物质的量为___________mol,反应①的平衡常数
___________。
6、(1)氯化铝为无色透明晶体,易溶于水、乙醇、氯仿,微溶于苯。熔融的氯化铝不导电。无水氯化铝在178℃升华,用质谱仪检测气态氯化铝,谱图中出现质荷比(相对分子质量)最大值为267,原因是___。
(2)酸碱电子理论认为:所有能够接受电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为酸,所有能够提供电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为碱,请按此理论写出一个中和反应的化学方程式___(反应物均含氮元素)。
7、化合物C是一种合成药品的中间体,其合成路线为:
已知:
(1)写出中宮能团的名称_____________。
(2)写出反应①的化学方程式_________________。
(3)反成②属于_______反应(填有机反应类型)。
(4)D是比多一个碳的同系物,则满足下列条件的D的间分异构体共有______种,写出一种满足条件且含4种不同氢原+的同分异构体的结构简式 __________。
①显弱碱性,易被氧化 ②分子内含有苯环 ③能发生水解反应
(5)请你设计由A合成B的合成路线。 __________
提示:①合成过程中无机试剂任选;②合成路线表示方法示例如下:
8、运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1) 用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的 活性炭和NO,发生 反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)△H=QkJ/mol。 在T1℃时,反应进行到不同时间(min) 测得各物质的浓度(mol/L) 如下:
浓度 时间 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
①30min 后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母编号)
a.通入一定量的NO b.加入定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
② 若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3: 1: 1,则Q_____ 0 (填“>”或“<”<)。
(2) 某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,则得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示,利用以下反应:NO+CON2+CO2( 有CO) 2NO
N2+ O2 (无CO)
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为: __________;在n(NO)/n(CO)= 1的条件下,应控制最佳温度在_______左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染,写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式_________________。
③以NO2、O2 熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为__________________。
(3) 天然气的一个重要用途是制取氢气,其原理如下:
已知:① 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1
②CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H2
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3
1)科学家提出一种利用天然气制备氢气的方法: CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=_____
2)这种方法的推广与使用,不仅实现资源综合利用,而且还能解决环境问题是_________。
9、回答下列问题:
(1)已知以下三种物质熔融状态下均不能导电,熔点数据如下:
| 氮化硼(BN) | 单质硼(B) | 氯化铝(AlCl3) |
熔点/ ℃ | 2700 | 2573 | 194 |
请解释三种物质熔点依次减小的原因:___________。
(2)HF气体在25 ℃、80 ℃和90 ℃测得其摩尔质量分别为58.0 g·mol-1、20.6 g·mol-1和20.0 g·mol-1。则不同温度下摩尔质量不同的可能原因是___________。
10、氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物,沸点为78.8°C,在农药、制药行业中用途广泛。SOCl2遇水剧烈反应,液面上产生白雾,并产生有刺激性气味的气体。实验室合成原理:SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2。其他相关信息如下:①实验室里通常用Na2SO3固体和浓硫酸在不加热时反应制备二氧化硫。②合成氯化亚砜时可能用到的部分装置如图所示。
回答下列问题:
(1)装置乙、丙中相同的仪器名称为_______。
(2)实验室制取SOCl2是在三颈烧瓶中合成的,从图中选取合适的装置组成整个装置,所选仪器的连接顺序是:⑥→_______→①②←_______(用“→”或“←”连接各接口,箭头表示气体流向,某些仪器可以多次使用。装置乙用于制取氯气)。
(3)装置甲中冷凝管的进水口为_______(填“③”或“④”)。冷凝管上连接的干燥管的作用是:①吸收逸出的Cl2、SO2,防污染;②_______。
(4)浓硫酸的作用是_______。
(5)该实验制取氯气的离子方程式为_______。
(6)实验室对SO2尾气进行处理,下列如图装置中最合适的是_______(填标号)。
(7)已知SCl2的沸点为60°C。实验结束后,将三颈烧瓶中液体混合物分离开的实验操作名称是_______。若反应中消耗的Cl2的体积为896mL(已转化为标准状况,SO2足量),最后得到纯净的SOCl27.12g,则SOCl2的产率为_______(保留两位有效数字)。
11、25℃时,醋酸电离平衡常数,
溶液与
溶液混合均匀(混合后溶液体积不变)。请计算:
(1)求混合液的_______(保留2位有效数字,下同)。
(2)向混合液中加0.10mL(2滴)盐酸,求此时溶液中
_______
。(写出计算过程)
12、金属铬是硬度最高的金属,常用于制造不锈钢和仪器仪表的金属表面镀铬,可用铬铁矿(主要成分为FeCr2O4,含有SiO2、Al2O3等杂质)冶炼金属铬。回答下列问题:
I.焦炭冶炼法。反应的化学方程式为FeCr2O4+4CFe+2Cr+4CO ,该方法的优点是过程简单,主要缺点是___。
Ⅱ.铝热冶炼法。冶炼流程如下:
已知:4FeCr2O4+8Na2CO3 +7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
(1)步骤①所得浸出液中的阴离子除CrO42-、CO32-、OH-外,还有____(忽略水解,填化学式)。
(2)步骤③需将pH调____(填“大”或“小”)。
(3)步骤④反应的离子方程式为____。若加H2SO4前c(CrO42-) =0. 020 mol/L,将溶液pH调至3时CrO42-浓度降为1.0×10-5 mol/L(加入H2SO4引起的体积变化可忽略),则该反应的平衡常数为____
(4)相关物质的溶解度曲线如图。步骤⑤需先得到较纯的 Na2Cr2O7·2H2O晶体,其操作方法是____。
(5)步骤⑥除生成Cr2O3外,还生成了Na2CO3和CO,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ___。可改用Na2 CrO4和Na2S反应得到Cr(OH)3,再热分 解得到Cr2O3。请配平下列化学方程式:___Na2CrO4+___Na2S+___H2O =___Cr(OH)3+___Na2 S2O3+___NaOH___
13、锰酸锂(LiMn2O4)是锂电池的正极材料,以软锰矿为原料,生产锰酸锂的流程如下:
已知:
①软锰矿的成分如下:
成分 | MnO2 | Fe2O3 | CaO | SiO2 | 其他不反应杂质 |
质量分数 | 69.6% | 7.6% | 5.6% | 9.0% | 8.2% |
②K2MnO4在强碱性溶液(pH大于13.5)中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境中会发生歧化反应生成和MnO2。
③苯胺(C6H5NH2)还原性较强,在该条件下可被氧化为硝基苯(C6H5NO2)。
④锰酸锂为灰黑色粉末,离子化合物,易溶于水,难溶于无水乙醇。
(1)“氧压浸出”的浸出温度为260°C,并维持500r/min的速率搅拌,此时发生的氧化还原反应的化学方程式为___________。
(2)“加热溶解”和“除杂”时均要严格控制溶液pH的原因是___________,“除杂”中加入CaO后,需要适当加热并搅拌的目的是___________,若此时溶液中c()=2.5mol/L,则1m3溶液中理论上需要加入的CaO的质量为___________kg。
(3)“一系列的操作”是将所得溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,其中洗涤的试剂最好选用___________。
A.冷水
B.热水
C.95%的乙醇溶液
D.LiOH溶液
(4)纯度的测定:取0.5800g锰酸锂[Mr(LiMn2O4)=181]样品与稀硝酸和双氧水反应,将Mn元素完全转化为Mn2+,除去过量的双氧水,调节pH,滴加指示剂,用浓度为0.3000mol/L的EDTA标准溶液滴定,终点时消耗EDTA标准溶液20.00mL(Mn2+与EDTA反应的化学计量数之比为1:1)
①若反应时,N元素的化合价不变,则锰酸锂与稀硝酸和双氧水反应的离子方程式为___________。
②样品中锰酸锂的纯度为___________%(保留两位有效数字)。