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、“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___________。
3、氮肥厂的废水中氮元素以 NH3•H2O、NH3 和 NH的形式存在,对氨氮废水无害化处理已成为全球科学研究热点,下面是两种电化学除氨氮的方法。
方法一:电化学氧化法
(1)有研究表明,当以碳材料为阴极,O2可在阴极生成H2O2,并进一步生成氧化性更强的·OH,·OH可以将水中氨氮氧化为N2。
①写出·OH 的电子式___________。
②写出·OH 去除氨气的化学反应方程式___________。
③阴极区加入 Fe2+可进一步提高氨氮的去除率,结合如图解释 Fe2+的作用___________。
方法二:电化学沉淀法
已知:常温下 MgNH4PO4•6H2O、Mg3(PO4)2 和 Mg(OH)2 的溶度积如下
物质 | MgNH4PO4•6H2O | Mg3(PO4)2 | Mg(OH)2 |
溶度积 | 2.5×10−13 | 1.04×10−24 | 1.8×10−11 |
(2)用 0.01 mol/L NH4H2PO4 溶液模拟氨氮废水,电解沉淀原理如图甲,调节溶液初始 pH=7,氨氮的去除率和溶液 pH 随时间的变化情况如图乙所示。
①电解过程中,阳极:Mg – 2e−=Mg2+,阴极:___________,用化学用语表示磷酸铵 镁沉淀的原理,___________。
②反应 1 h 以后,氨氮的去除率随时间的延长反而下降的原因___________。
4、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___________。
5、钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸、碱腐蚀等优良性能,被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下:
(1)钛铁矿的主要成分为FeTiO3。控制电炉熔炼温度(<1500K),用等物质的量的碳还原出铁,而钛以二氧化钛的形式进入炉渣浮于熔融铁之上,使钛与铁分离,钛被富集。写出相关反应:
(2)已知氯化反应过程中会产生一种无色可燃性气体,请写出在1073—1273K下氯化反应的化学方程式:
(3)氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去。实际生产中常在409 K下用Cu还原VOCl3,反应物的物质的量之比为1:1,生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物,写出此反应方程式:
(4)TiCl4的还原通常在800oC的条件下进行,反应过程中通入氩气的目的是 ,试写出从还原产物中分离出海绵钛的步骤
(5)电解法冶炼钛的一种生产工艺是将TiO2与粉末与黏结剂混合后,压制成电解阴极板,用石墨作阳极,熔融氧化钙作电解质,电解过程中阳极生成O2和CO2气体,破碎洗涤阴极板即得到电解钛。试写出阴极反应方程式 。
6、硫及其化合物广泛存在于自然界中。
(1)四硫富瓦烯分子结构如图所示,其碳原子杂化轨道类型为_________,根据电子云的重叠方式其含有的共价键类型为___________,1mol四硫富瓦烯中含有σ键数目为__________。
(2)煅烧硫铁矿时发生的反应为FeS2+O2Fe2O3+SO2,所得产物SO2再经催化氧化生成SO3,SO3被水吸收生成硫酸。
①基态S原子存在____________对自旋方向相反的电子。
②离子化合物FeS2中,Fe2+的电子排布式为__________,与S22-互为电子体的离子是____________。
③气体SO3分子的空间构型为__________,中心原子阶层电子对数为____________。
(3)闪锌矿是一种自然界含Zn元素的矿物,其晶体结构属于立方晶体(如下图所示),Zn属于_______区元素,在立方ZnS晶体结构中S2-的配位数为______________,若立方ZnS晶体的密度为ρg·cm-3,晶胞参数a=______nm(列出计算式),晶胞中A、B的坐标分别为A(,
,
)、B(
,
,
),则C点的坐标为____________。
7、《梦溪笔谈》有记:馆阁新书净本有误书处,以雌黄涂之。在中国古代,雌黄经常用来修改错字。
(1)S在元素周期表中的位置是第_______周期、第ⅥA族。
(2)写出S的最高价氧化物对应的水化物的化学式:_______。
(3)S的非金属性强于P的,用原子结构解释原因:S和P在同一周期,原子核外电子层数相同,_______,原子半径S小于P,得电子能力S强于P。
(4)在元素周期表中,砷()位于第4周期,与P同主族。下列关于
的推断中,正确的是_______(填字母)。
a.原子的最外层电子数为5 b.原子半径: c.稳定性:
8、甲烷是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)已知、
、
的燃烧热分别为
,
,
。利用甲烷制备合成气的反应为
。
根据上述数据能否计算________(填“能”或“否”),理由是________________。
(2)在某密闭容器中通入和
,在不同条件下发生反应:
测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①________
,
________(填“<”、“>”或“=”)。
②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为________。
③q点甲烷的转化率为________,该条件下的化学平衡常数________(用含有
的表达式表示,
为以分压表示的平衡常数)。
(3)用甲烷和构成的燃料电池电解
溶液,装置如下图所示。反应开始后,观察到x电极附近出现白色沉淀。则A处通入的气体是________,x电极的电极反应式是________。
9、
(1)W原子的核外电子排布式为_________。
(2)均由X、Y、Z三种元素组成的三种常见物质A、B、C分别属于酸、碱、盐,其化学式依次为_________、__________、_________,推测盐中阴离子的空间构型为__________,其中心原子杂化方式为__________。
(3)Z、W两种元素电负性的大小关系为____;Y、Z两种元素第一电离能的大小关系为____。
(4)CO的结构可表示为CO,元素Y的单质Y2的结构也可表示为Y
Y。右表是两者的键能数据(单位:kJ·mol-1):
①结合数据说明CO比Y2活泼的原因:_____。
②意大利罗马大学Fulvio Cacace等人获得了极具研究意义的Y4分子,其结构如图所示,请结合上表数据分析,下列说法中,正确的是_____。
A.Y4为一种新型化合物 B.Y4与Y2互为同素异形体
C.Y4的沸点比P4(白磷)高 D.1 mol Y4气体转变为Y2将放出954.6kJ热量
10、FeCl3是重要的化工原料,无水氯化铁在300℃以上升华,遇潮湿空气极易潮解
(1)制备无水氯化铁
①仪器X的名称为____。
②装置的连接顺序为a→____→i,k→____(按气流方向,用小写字母表示)。
③实验结束后,取少量F中的固体加水溶解,经检测发现溶液中含有Fe2+,其原因为____。
(2)探究FeCl3与SO2的反应
已知反应体系中存在下列两种化学变化:
(i) Fe3+与SO2发生络合反应生成Fe(SO2)62+(红棕色);
(ii) Fe3+与SO2发生氧化还原反应,其离子方程式为①____
②_________
③_________
④实验结论:反应(i)、(ii)的活化能大小关系是:E(i)____E(ii)(填“>”、 “<”或“=”,下同),平衡常数大小关系是:K(i)__________K(ii)。
⑤另取5 mL l molL-l FeC13溶液,先滴加2滴浓盐酸,再通入SO2至饱和。几分钟后,溶液由黄色变为浅绿色,由此可知:促使氧化还原反应(ii)快速发生可采取的措施是____。
11、取1.77g镁铝合金投入到的盐酸中,合金完全溶解,放出氢气1.904L(已折算成标况)请计算:
(1)镁铝合金中镁的质量分数=______%(保留三位有效数字)
(2)上述溶液中继续滴加的NaOH溶液,得到沉淀3.10g。则V的最大值=______mL。(写出计算过程)
12、纳米零价铁可用于去除水体中的六价铬[Cr(VI)]与硝酸盐等污染物。
(1)用FeCl2溶液与NaBH4(H元素为-1价)溶液反应制备纳米零价铁的化学方程式:FeCl2+2NaBH4+6H2O=Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑,当生成1molFe时,转移电子的物质的量为_______。
(2)纳米零价铁可将水体中Cr(VI)还原为Cr3+,再将Cr2+转化为Cr(OH)3(两性氢氧化物)从水体中除去。
①室温下Cr(VI)总浓度为0.20mol·L-1;溶液中,含铬物种浓度随pH的分布如图1所示。H2CrO4的Ka2=_______。
②调节溶液pH,可使Cr3+转化为Cr(OH)3,沉淀而被除去。但pH>9时,铬的去除率却降低,其原因是_______。
(3)有人研究了用纳米零价铁去除水体中NO。
①控制其他条件不变,用纳米零价铁还原水体中的NO,测得溶液中NO
、NO
、NH
浓度随时间变化如图2所示。与初始溶液中氮浓度相比,反应过程中溶液中的总氮(NO
、NO
、NH
)浓度减少,其可能原因是_______。
②将一定量纳米零价铁和少量铜粉附着在生物炭上,可用于去除水体中NO,其部分反应原理如图3所示,与不添加铜粉相比,添加少量铜粉时去除NO
效率更高,其主要原因是_______;NO
转化为NH
的机理可描述为_______。
13、我国科学家研究发现AgGrS2在室温下具有超离子行为(原子可在晶体中自由移动)。回答下列问题:
(1)基态铬原子的核外电子排布式为___________, 基态硫原子核外有___________种不同运动状态的电子。
(2)与硫元素同族的几种元素中,电负性最大的是___________ ( 填元素符号)。常见含硫的微粒有SO2、SO3、、
、 H2S等,
的空间构型为___________ ; 请写出与H2S互为等电子体的一种微粒的化学式___________ ;SO2、SO3杂化轨道类型相同,但键角SO3大于SO2,原因是___________。
(3)Ag+与氨水形成的二氨合银配离子[Ag(NH3)2]+的空间构型是直线型,则其中心原子的杂化类型是_____,该配离子中的配位原子是___________(填元素符号),lmol该配离子中含有的σ键的数目为________。
(4)复合材料氧铬酸钙的立方晶胞如图所示。
已知A、B的原子分数坐标分别为(0,0,0)、(1,1,0),则C的原子分数坐标为___________,该物质的化学式为___________,已 知钙和氧的最近距离为a pm。晶体的密度ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数NA=___________ mol-1( 用含a和ρ的式子表示,列出计算式即可)。