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、铋(Bi)的无毒与不致癌性有很多特殊用途,其化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含杂质PbO2等)制备Bi2O3的工艺如下:
已知:①25℃时,K sp(FeS)=6.0×10-18 K sp(PbS)=3.0×10-28
K sp(Bi2S3)=1.6×10-20
②溶液中的离子浓度小于等于10-5mol • L-1时,认为该离子沉淀完全。
(1)Bi位于元素周期表第六周期,与N、P同族,Bi的原子结构示意图为________。
(2)“浸出”时Bi2S3与FeCl3溶液反应的化学方程式为___________________;反应液必须保持强酸性,否则铋元素会以BiOCl(碱式氯化铋)形式混入浸出渣使产率降低,原因是________(用离子方程式表示)。
(3)“母液1”中通入气体X后可循环利用,气体X的化学式为________。
(4)“粗铋”中含有的杂质主要是Pb,通过熔盐电解精炼可达到除杂的目的,其装置如右图。电解后,阳极底部留下的为精铋。阳极材料为____________,阴极的电极反应式为________________。
(5)碱式硝酸铋直接灼烧也能得到Bi2O3,上述工艺中转化为碱式碳酸铋再灼烧,除了能改良产品性状,另一优点是________。“母液2”中可回收的主要物质是________。
(6)25℃时,向浓度均为0.1mol·L-1的Fe2+、Pb2+、Bi3+的混合溶液中滴加Na2S溶液,当Pb2+恰好沉淀完全时,所得溶液中c(Fe2+):c(Bi3+)=__________________
3、亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业,也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用NOx表示)制备亚硝酸钠,简易流程如图。
已知:NO2+NO+Na2CO3=2NaNO2+CO2,2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2
(1)利用饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应可制得N2,该反应的化学方程式为______;实验时装置B中应间断性通入适量的O2,其目的是______。
(2)装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是______;NO不能单独被纯碱溶液吸收,为了使NOx完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高,x=______。
(3)装置D的作用是______,采用“倒置漏斗”措施的目的是______。
(4)设计实验探究NaNO2的性质。实验完毕后,从装置C中分离出NaNO2固体粗产品(不含Na2CO3杂质),取少量上述产品配制成溶液,分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验,实验操作及现象、结论如表。
实验 | 实验操作及现象 | 结论 |
甲 | 滴入无色酚酞溶液中,无色酚酞溶液变红 | HNO2是弱酸 |
乙 | 滴入少量酸性KI-淀粉溶液中,振荡,酸性KI-淀粉溶液变蓝 | 酸性条件下NO |
丙 | 滴入少量酸性KMnO4溶液中,振荡,酸性KMnO4溶液褪色 | 酸性条件NO |
上述实验______(填标号)的结论不可靠,理由是______。经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO的形式存在,酸性KMnO4溶液与NO
反应的离子方程式为______。
(5)吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度,根据朗伯-比耳定律确定物质溶液的浓度。亚硝酸钠标准曲线数据如表所示。(已知:稀溶液的吸光度与浓度成正比)
标准使用液浓度/(μg•mL‑1) | 取标准液体积/mL | 相当于亚硝酸钠的质量/μg | 吸光度A |
1 | 4.00 | 4 | 2.7045 |
取0.001gNaNO2样品溶于蒸馏水配成1000mL稀溶液,取4.00mL该稀溶液测得吸光度为2.7000,对比标准曲线数据可知,该亚硝酸钠产品纯度为______(列出计算式即可,已知1μg=10-6g)。
4、已知丙烯可发生如下的一系列反应,试回答:
(1)聚合物A的名称_____________,丙烯分子中共平面的原子数最多为_________个。
(2)指出反应类型:②__________________,④__________________________。
(3)写出①的化学方程式:_________________________________________。
5、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
6、(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 C—C C—H H—H C—O H—O
键能/kJ·mol-1 348 413 436 358 1 072 463
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2 L的密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250 ℃开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到20 min时,以CO表示的平均反应速率= ,该温度下平衡常数K= ,若升高温度则K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 。
A.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器中气体的压强保持不变
D.单位时间内生成n mol CO的同时生成2n mol H2
(Ⅱ)回答下列问题:
(1)体积均为100 mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则Ka(HX) Ka(CH3COOH)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= mol·L-1(填精确值)。
7、请回答下列问题:
(1)质谱仪的基本原理是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带电的“碎片”,并根据“碎片”的特征谱分析有机物的结构。利用质谱仪测定某有机物分子的结构得到如图所示质谱图,该有机物的相对分子质量是_______。
(2)离子化合物KSCN各原子均满足8电子稳定结构,写出其电子式_______。
(3)正戊烷与乙醚沸点相近,但正戊烷难溶于水,乙醚的溶解度为8g/100g水,从结构上解释出现这两种情况的原因_______。
8、(Ⅰ)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) | K3 |
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(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示)。500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O (g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15, 则此时 V正_____ V逆(填“ > ”、“=”或“<”)。
(2)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)-反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是______________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_________________。
(3)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下, 将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)= c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为________________。
(Ⅱ)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。
(1)常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系_________________________ ;
(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解配成250 mL 溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞试液,滴加0.25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。第二份溶液滴加0.10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全。则原试样中H2C2O4·2H2O的的质量分数为_______ 。
9、通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-1
II.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2
III.CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) △H3=+247kJ·mol-1
(1)据此计算△H2=____;反应III能自发进行的原因为____。
(2)在压强为p0的恒压密闭容器中,按一定物质的量之比充入H2(g)和CO2(g)发生反应,平衡体系中气体的物质的量分数随温度变化如图1所示:
①CH4(g)的物质的量分数随着温度升高而降低的原因为____。
②T1℃时,反应II的压强平衡常数Kp=____(用含p0的代数式表示)。
(3)结合具体催化剂,探讨反应路径的研究表明:将钙循环(CaO和CaCO3相互转换)引入上述反应体系具有诸多优势。
①钙循环使反应I分为以下两个步骤进行,请写出步骤2的化学方程式。
步骤1.CO2(g)的捕获:CO2+CaO=CaCO3;
步骤2.CaO的再生:____。
②将钙循环引入该反应体系时,对反应I的影响可能为____(填选项字母)。
A.提高反应速率 B.增大平衡常数 C.提高选择性 D.增大反应活化能
(4)电催化还原CO2的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点,CO2在Au纳米颗粒表面电还原的进程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为____(填“a”、“b”或“c”),电催化还原CO2的电极反应式为____。
10、“84消毒液”因1984年北京某医院研制使用而得名,在日常生活中使用广泛,其有效成分是NaClO。某小组在实验室制备NaClO溶液,并进行性质探究和成分测定。
(1)该小组按上图装置进行实验,反应一段时间后,分别取B、C、D瓶的溶液进行实验,实验现象如下表。(已知饱和NaClO溶液pH为11)
实验步骤 | 实验现象 | ||
B瓶 | C瓶 | D瓶 | |
实验1:取样,滴加紫色石蕊溶液 | 变红,不褪色 | 变蓝,不褪色 | 立即褪色 |
实验2:取样,测定溶液的pH | 3 | 12 | 7 |
① 装置A中反应的化学方程式为________。
② B瓶溶液中H+的主要来源是________。
③ C瓶溶液的溶质是________(填化学式)。
④ 结合平衡移动原理解释D瓶溶液中石蕊立即褪色的原因________。
(2)测定C瓶溶液中NaClO含量(单位:g·L-1)的实验步骤如下:
Ⅰ.取C瓶溶液20 mL于锥形瓶,加足量盐酸酸化,迅速加入过量KI溶液,盖紧瓶塞并在暗处充分反应。
Ⅱ.用0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定锥形瓶中的溶液,指示剂显示终点时共用去20.00 mL Na2S2O3溶液。(I2+2S2O32-==2I-+S4O62-)
① 步骤Ⅰ总反应的离子方程式为_______,盖紧瓶塞并在暗处反应的原因是________。
② C瓶溶液中NaClO的含量为________g·L-1。(保留1位小数。NaClO式量为74.5)
11、铁及其化合物在生产生活中应用广泛,如铁红(Fe2O3)可作为颜料,电子工业常用一定浓度的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板,制成印刷线路板。 aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O,(硫酸铁铵)常用于生活饮用水、工业循环水的净化处理。
(1)现有一含有Fe2O3和Fe3O4的混合物样品,测得n(Fe):n(O)=1:1.375,则该样品中Fe2O3的物质的量分数为___________。(结果保留2位有效数字)
(2)CuO和Fe2O3的混合物9.6 g在高温下与足量的CO充分反应,反应后全部气体用100mL 1.2mol/L Ba(OH)2 溶液吸收,生成15.76 g白色沉淀。则吸收气体后溶液中的溶质的化学式为__________,混合物中CuO和Fe2O3的物质的量之比为___________。
(3)称取某硫酸铁铵样品7.00 g,将其溶于水配制成100 mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到1.07 g沉淀;向另一份溶液中加入含0.025 molBa (NO3)2的溶液,恰好完全反应,求该硫酸铁铵的化学式_________。
(4)现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入800mL 3mol/L的FeCl3溶液中,一段时间后,将该线路板取出,向溶液中加入铁粉56.0 g,充分反应后剩余固体51.2 g,求所得溶液中溶质的物质的量浓度_________(忽略反应前后溶液体积的变化)。
12、碳与其同素异形体及碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途,石墨做电极产出电弧后可在阳极。上分离出富勒烯及石墨烯。
(1)基态碳原子价电子排布式为_______。原子核外有_______种不同运动状态的电子。
(2)分子机器是纳米研究领域的重点,有望用于更精准的疾病检测、药物输送、超高密度信息存储等众多领域。Tour团队设计的原始“纳米卡车”的四个轮子主要由富勒烯(C60)构成,靠环境热驱动,如图甲。分析a处化学键的特点说明小车运动的原因___________。
(3)“梦幻材料”石墨炔(如图乙)是一种二维多孔薄膜材料,在能源电池领域具有重要的潜在应用。石墨炔晶体中碳原子的杂化方式为___________。晶体中存在大π键的原因是___________。
(4)石墨烯可以认为是石墨的单层结构,能够应用在锂离子电池负极材料中。图丙中的黑点表示碳原子,线段表示共价键,晶体学中有如下要点:①用结构基元代表晶体结构中最小重复单元;②在二维周期结构中,结构基元要求为平行四边形;③将结构基元并置排列,即可得到二维周期结构。请在图丙中画出石墨烯在二维平面内的结构基元_________,一个晶胞中有___________个原子。
(5)化学家利用图丁反应首次成功合成纯碳环C18。下列说法正确的是___________(填字母标号)。
A.C24O6和C18均为非极性分子
B.图丁中涉及的物质都是分子晶体
C.C22O4分子中碳原子的杂化方式有3种
D.C20O2晶体中所含σ键类型为p-pσ键和s-pσ键
(6)干冰晶体的晶胞结构如图戊所示,每个CO2周围等距且紧邻的CO2有___________个。已知晶胞的边长为apm,则CO2分子在晶胞中的空间占有率为___________(每个CO2分子可以看作一个整体,列出计算式即可)。
13、氮的化合物种类繁多,应用广泛。
请回答:
(1)基态N原子的价层电子排布式是___________。
(2)与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①下列说法不正确的是___________。
A.能量最低的激发态N原子的电子排布式:
B.化学键中离子键成分的百分数:
C.最简单的氮烯分子式:
D.氮烷中N原子的杂化方式都是
②氮和氢形成的无环氮多烯,设分子中氮原子数为n,双键数为m,其分子式通式为______。
③给出的能力:
_______
(填“>”或“<”),理由是___________。
(3)某含氮化合物晶胞如图,其化学式为___________,每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为___________。