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、工业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水(含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物)联合利用电子工业废料[含SiO2和Cu2(OH)2CO3]回收铜的工艺设计。回答下列问题:
(1)初沉加入的试剂是明矾,写出参与净水的离子的水解方程式:______________________。
(2)固体X的成分是__________,反应Ⅰ的化学反应方程式____________________________。
(3)试剂Y为__________,加快反应Ⅱ速率的措施有__________________(任写一条)。
(4)反应Ⅲ的离子方程式为________________________________________。
(5)硅胶在生活与生产中用途广泛,写出其中一种用途:_______________________。
3、氰化钠,白色结晶颗粒或粉末,易潮解,剧毒,水溶液显弱碱性,化学式为NaCN,熔点为563.1℃,是一种重要的化工原料,多用于化学合成,电镀冶金等方面。其制备工艺如下:
(1)制备过程的化学反应方程式为____________________________________。
(2)工厂中,氰化钠存储区应贴的标志为________(填选项字母)。
(3)已知NaCN中碳、氮原子均满足8电子稳定结构,其电子式为_____________。
(4)丙烯氨氧化法制丙烯腈的过程中有大量副产物HCN,HCN被NaOH溶液吸收,也是制备NaCN的一种重要方法。含等物质的量的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中下列关系式一定正确的是________(填选项字母)。
A.2c(Na+)=c(CN-) B.c(CN-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(HCN) D.c(Na+)-c(CN-) =c(OH-)-c(H+)
已知25℃时,HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10,则该温度下NaCN的水解平衡常数Kb=________(结果保留到小数点后一位)。
(5)泄露的含NaCN的溶液可用双氧水处理,生成一种常见的酸式盐和一种常见的碱性气体,化学方程式为__________________________________。
(6)某废水样品中主要含有CN-和Cl-,若用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,控制废水的pH范围在9~10,阳极产生的ClO-可将CN-氧化为N2和CO32-,阳极的电极反应式为________。 除去CN-的离子反应方程式为____________________________。
4、氧、碳等非金属元素形成的物质种类繁多、性状各异。
(1)氧、氟、氮三种元素都可形成简单离子,它们的离子半径最小的是___________(填离子符号),硅元素在元素周期表中的位置是___________。CO2和SiO2是同一主族元素的最高正价氧化物,常温下CO2为气体,SiO2为高熔点固体。请分析原因:___________。
(2)比较硫和氯性质的强弱。热稳定性H2S___________HCl(选填“<”、“>”或“=”,下同);酸性:HClO4___________H2SO4。用一个离子方程式说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱:___________。
(3)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化,这利用了SO2 的___________性。若将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量,下列表示溶液的pH随通入SO2气体体积变化的示意图正确的是___________(填序号)。
已知NaHSO3溶液呈酸性,而HSO既能电离又能水解。则在NaHSO3溶液中c(H2SO3)___________c(SO
)(选填“<”、“>”或“=”) 。
(4)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性条件下反应生成硫酸钠、硫酸钾、碘和水,配平该反应方程式_____
___Na2SO3+____KIO3+____H2SO4_____Na2SO4+____K2SO4+______I2+_____ H2O
5、高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。实验室用氯化钠、废铁屑、稀硫酸、氢氧化钾溶液等为原料,通过以下过程制备高铁酸钾(K2FeO4):
(l) Na2O2的电子式为__________。
(2)操作I的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、隔绝空气减压干燥.其中隔绝空气减压干燥的目的是_______。
(3)气体X为____,写出FeSO4与Na2O2反应的化学方程式:________。
(4)最终在溶液中可得到K2FeO4 晶体的原理是_________。
(5)已知K2FeO4在水溶液中可以发生:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,,则K2FeO4 可以在水处理中的作用是__________。
(6)称取提纯后的K2FeO4样品0.2100g于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成250mL 溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶,用0.0l000mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00mL。涉及的主要反应为:Cr(OH)4-+FeO42-=Fe(OH)3+CrO42-+OH-
Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
则该K2FeO4样品的纯度为______________.
6、氧的常见氢化物有H2O与H2O2。
(1)纯净H2O2为浅蓝色粘稠液体,除相对分子质量的影响外,其沸点(423K)明显高于水的原因为_______。
(2) H2O2既有氧化性也有还原性,写出一个离子方程式其中H2O2在反应中仅体现还原性_______。
7、据预测,到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性碳(AC)表面的迁移,对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用,其机理如图所示,其中ad表示物种的吸附状态。下列有关叙述错误的是
A. 图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解
B. AC表面作用的温度不同,H2S的去除率不同
C. H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等
D. 图中反应过程中只有H—S键的断裂,没有H—S键的形成
8、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___________。
9、回答下列问题:
(1)金刚石和石墨的部分物理性质数据如表:
物质 | 金刚石 | 石墨 |
熔点/℃ | 3550 | 3652 |
硬度 | 10 | 1.5 |
石墨的熔点比金刚石高,硬度却比金刚石小得多,原因是____。
(2)互为同分异构体的两种有机物形成氢键如图所示:
沸点:邻羟基苯甲醛____对羟基苯甲醛(填“>”、“=”或“<”),主要原因是____。
10、FeCl3是饮用水、工业用水、城市污水及游泳池循环水处理的高效廉价絮凝剂,也是中学实验室中常见的试剂。某实验小组用以下装置制备FeCl3固体,并探究FeCl3溶液与Cu的反应。
已知:FeCl3晶体易升华,FeCl3溶液易水解。
Ⅰ.FeCl3的制备
(1)装置C中碱石灰的作用是_____________。
(2)从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的Cl2,正确的接口顺序为a→___________(可选试剂:饱和食盐水、NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰,仪器可重复使用)。
(3)写出装置D中制备Cl2的离子方程式:_______________。
Ⅱ.探究FeCl3溶液与Cu的反应
向4mL0.1mol/LFeCl3溶液中滴加几滴0.2mol/LKSCN溶液,溶液变红;再加入过量Cu粉,溶液红色褪去,不久有白色沉淀产生。
查阅资料可知: CuCl和CuSCN均为难溶于水的白色固体。针对白色沉淀同学们有以下猜想:
猜想1: Cu2+与过量的Cu粉反应生成Cu+,再结合Cl-生成白色沉淀CuCl。
猜想2: Cu2+与SCN-发生氧化还原反应生成Cu+,再结合SCN-生成白色沉淀CuSCN。
针对上述猜想,实验小组同学设计了以下实验:
实验编号 | 操作 | 现象 |
实验1 | 加入铜粉后无现象 | |
实验2 | 溶液很快由蓝色变为绿色,未观察到白色沉淀; 2h后溶液为绿色,未观察到白色沉淀; 24h 后,溶液绿色变浅,试管底部有白色沉淀 |
(4)实验结果说明猜想__________________(填 “1”或“2”)不合理。
(5)根据实验现象进一步查阅资料发现:
i. Cu2+与SCN-可发生如下两种反应:
反应A:Cu2++ 4SCN- =[Cu(SCN)4] 2-(淡黄色),
反应B:2Cu2+ + 4SCN- = 2CuSCN↓+(SCN)2 (黄色)。
ii. [Cu(SCN)4]2-与Cu2+共存时溶液显绿色。
①由实验2中的现象推测,反应速率:A________(填“>”或“<”)B,说明反应B_____(填“是”或“不是”)产生CuSCN的主要原因。
②进一步查阅资料可知,当反应体系中同时存在Fe2+、Cu2+、 SCN-时,Cu2+氧化性增强,可将Fe2+氧化为Fe3+。据此将实验2改进,向CuSO4溶液中同时加入KSCN、FeCl2,立即生成白色沉淀CuSCN,写出该反应离子方程式:________。
(6)若向100mL a mol· L-1CuSO4溶液中滴加足量的KSCN和FeCl2的混合溶液,经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量bg,则CuSCN的产率为__________(写出表达式即可)。
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、Fe3+可以与SCN-、CN-、有机分子等形成配合物,中国研究团队研发的一种智能比色微针贴片,用于按需治疗和实时报告伤口感染,可由聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 、没食子酸
和铁离子之间的配位反应制备。回答下列问题:
(1)基态Fe3+的价电子排布图(轨道表示式)为___________。
(2)写出一种与SCN-互为等电子体的分子:___________(填化学式)。1mol [Fe(CN)6]3-中含有σ键的数目为___________。
(3)PVP 中N原子的杂化轨道类型为___________; 没食子酸沸点高于2, 3, 4-三羟基苯甲酸(如图所示) 的原因是___________。
(4)下表数据是部分氯化物的熔点:
编号 | ① | ② | ③ |
物质 | NaCl | AlCl3 | FeCl3 |
熔点°C | 801 | 160 | 306 |
判断FeCl3的晶体类型为___________; 400°C时FeCl3蒸气中有以配位键结合的双聚分子,画出该双聚分子结构: ___________。
(5)普鲁士蓝晶体属于立方晶系,晶体密度为ρg·cm-3,铁—氰骨架组成晶胞中的8个小立方体,Fe粒子在小立方体顶点,CN- 在小立方体的棱上,两端均与Fe粒子相连,小立方体中心空隙可容纳K+,如图所示(CN- 在图中已省略)。
该晶胞棱长为___________pm(阿伏加德罗常数为NA)。
13、从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取Al2O3的两种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Fe3+的离子方程式为________________;
(2)铝土矿中固体A 是__________(填化学式),写出沉淀F转化为氧化铝的化学方程式_____________;
(3)流程乙中,写出滤液Y 与过量CO2反应生成沉淀Z的离子方程式为________________________;
(4)固体X 是__________________(填化学式)
(5)利用铝热反应原理,写出有Cr2O3制备Cr的化学方程式_________________________________。