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、碳、氮及其化合物是同学们经常能接触到的重要物质,是科学研究的重要对象。
(1)实验室制取乙炔的化学方程式为___________________________。
(2)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图A所示。用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为___________________________。
(3)合理利用CO2、CH4,抑制温室效应成为科学研究的新热点。一种以二氧化钛表面覆盖Cu2A12O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸(△H<0)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率分别如上图B所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。250℃和400℃时乙酸的生成速率几乎相等,实际生产中应选择的温度为_________℃。
(4)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的 密闭容器中发生反应2NO+2CO2CO2+N2。保持温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间的变化如图C所示。
①平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将______(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②图中a、b分别表示在一定温度下,使用相同质量、不同表面积的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是______(填“a”或“b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____________(任答一条即可)。
(5)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,可用电解原理将溶液中的氨氮物质完全氧化除去。该过程分为两步:第一步:电解产生氯气;第二步:利用氯气将氨氮物质氧化为N2。
①第二步反应的化学方程式为____________________。
②若垃圾渗滤液中氨氮物质的质量分数为0. 034% ,理论上用电解法净化It该污水,
电路中转移的电子数为__________。
3、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_______。
4、碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料,可用废镍催化剂(主要含Ni、Al,少量Cr、FeS等)来制备,其工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“浸泡除铝”时,发生反应的化学方程式为___________。
(2)“溶解”时放出的气体为________(填化学式)。硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4。如图表示在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线,由图分析可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是________________。
(3)“氧化”时,酸性条件下,溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+,其离子方程式为。
(4)已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
| 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Ni2+ | 6.2 | 8.6 |
Fe2+ | 7.6 | 9.1 |
Fe3+ | 2.3 | 3.3 |
Cr3+ | 4.5 | 5.6 |
“调pH1”时,溶液pH范围为________;过滤2所得滤渣的成分________(填化学式)。
(5)写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式________________。
(6)含镍金属氢化物MH-Ni燃料电池是一种绿色环保电池,广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金,MH代表金属氢化物,电解质溶液可以是KOH水溶液。它的充、放电反应为:xNi(OH)2+M MHx+xNiOOH;电池充电过程中阳极的电极反应式为________;放电时负极的电极反应式为________。
5、尿素和氨气对于提高农作物产量和品质有重要作用,合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),完成下列填空:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为___。
(2)在恒定温度下,将NH3和CO2按物质的量之比2:1充入固定体积为10L的密闭容器,经20min达到平衡,此时固体质量增加120g。用CO2表示20min内的化学反应速率为___。
(3)合成尿素时不同温度下CO2转化率变化曲线如图:
该反应正方向为____热反应(选填“吸”或“放”)。a、b、c三点对应温度下的平衡常数大小关系如何:_____(用Ka、Kb、Kc表示),理由为____。
6、将CH4、CO2催化重整为可用的化学品,对缓解能源危机、改善环境意义重大。
(l)以Fe(OH)3为脱硫剂,通过复分解反应吸收H2S,产物是H2O和___________。
(2)过程A主要涉及以下反应:
i. CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol
ii. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ/mol
①反应i的化学平衡常数K随温度的变化关系是____。
②分析反应iixt反应i中CO2转化率可能的影响并说明理由:____(写出一种即可)。
(3)某科研团队利用Ni、CaO、Fe3O4三种催化剂在850℃下“超干重整”CH4和CO2;
过程I.通入CO2和CH4,所得CO被吸收,H2O被分离出体系,如下面左图所示。
过程Ⅱ.H2O被分离后,向该装置中再通入He气,使催化剂再生并获得CO,如下面右图所示。
①CH4和CO2重整为CO、H2O的热化学方程式是____________。
②结合反应方程式简述Fe3O4的催化作用:___________。
③CaO对Fe3O4是否起到催化作用至关重要,实验研究结果如下表:
编号 | 催化剂 | 是否添加CaO | 还原产物 |
1 | Fe3O4 | 添加 | 有Fe |
2 | Fe3O4 | 不添加 | 无Fe |
运用有关化学原理解释实验结果:____。
7、【选做题】本题包括A, B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分
A.在5-氨基四唑()中加入金属Ga,得到的盐是一种新型气体发生剂,常用于汽车安全气囊.
(1)基态Ga原子的电子排布式可表示为____________;
(2)5-氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为____________,其中N原子的杂化类型为____________;在1mol 5-氨基四唑中含有的σ键的数目为____________。
(3)叠氮酸钠(NaN3)是传统安全气囊中使用的气体发生剂.
①叠氮酸钠(NaN3)中含有叠氮酸根离子(N3-),根据等电子体原理N3-的空间构型为____________。
②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料,可以生成碳氮化钛化合物.其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如右图)顶点的氮原子,这种碳氮化钛化合物的化学式为____________。
8、自然界中不存在氟的单质,得到单质氟共经历了一百多年时间,不少科学家为此献出了宝贵的生命,在1886年法国的化学家Moissa终于发明了摩式电炉,用电解法成功的制取了单质氟,因此荣获1906年诺贝尔化学奖,氟及其化合物在生产及生活中有着广泛的用途,请回答下列问题:
(1)氟磷灰石可用于制取磷肥,其中Ca原子的L层电子排布式为___________。P原子有___________个未成对电子,PO43-的中心P原子的杂化方式为___________。
(2)氟气可以用于制取火箭燃料的氧化剂ClF3和BrF3,其中沸点较高的是_____________(填化学式),原因是_____________。
(3)氟气可以用于制取惰性强于N2的保护气SF6;可以用于制取聚合反应的催化剂PF3,可以作为工业制取硅单质的中间(SiCl4)的原料。
①SiCl4分子的空间构型为_________________。
②S、P、Si的第一电离由大到小的顺序为__________________。
(4)氟气可以用于制取高化学稳定性材料聚四氟乙烯的原料四氟乙烯,50g四氟乙烯含σ键的数目为________________。
(5)工业上电解Al2O3制取单质铝,常利用冰晶石NaAlF6降低Al2O3的熔点。Na、Al、F的电负性由小到大的顺序为______________,工业上不用电解AlCl3制取铝的原因为________________。
(6)已知CaF2晶体常用于助熔剂,其晶胞结构如图所示。
已知F原子和Ca原子之间的距离为apm,在晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有一个F-,阿伏加德罗常数为NA,则晶体的密度为_____________。
9、研究人员将Cu与Cu2O的混合物ag,用足量的稀H2SO4充分反应后,剩余固体质量为bg。
已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
(1)混合物中n(Cu2O)=________mol(用含a、b的最简式表示)
(2)若将ag混合物在空气中加热生成CuO,则m(CuO)=_______g(用含a、b的最简式表示)
10、氮化铬具有高的硬度和良好的耐磨性,常用作薄膜涂层。实验室中,某化学小组在氮气的氛围下利用
和
制取三氯化铬
,再用氨气与氯化铬
制备
,相关物质的性质如表所示,从下图选择合适装置完成实验(夹持装置略)。
物质 | 性质 |
浅绿至深绿色,熔点2266℃ | |
无色油状液体,难溶于水,沸点76.8℃,易挥发 | |
紫色单斜晶体,熔点为383℃,易升华,高温下易被氧气氧化,极易水解,不溶于乙醚 | |
难溶于水,熔点1282℃ | |
微溶于水,易水解,易与碱反应,沸点8.2℃ |
回答下列问题:
(1)制备:装置A中仪器M的名称是___________,制备
时有光气
生成,按气流从左到右的方向,上述装置的合理连接顺序为a→gh→___________→d,实验过程中为了形成稳定的
气流,装置E采取的最佳措施是___________,装置E中长颈漏斗的作用是___________。
(2)制备:将实验所得的产品用乙醚洗涤、干燥处理后置于装置B的石棉绒上,选择乙醚洗涤晶体的原因是___________,按A→E→F→B→C→F气流方向进行实验,向装置A(不加热)的仪器M中加入碱石灰,分液漏斗中加入浓氨水,第二个装置F中添加的药品是___________,实验过程中,装置B和C之间导气管中有白色固体凝结,装置C中产生大量白烟,但制得的
中往往含有少量
杂质,则生成
的化学方程式为___________。
(3)电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法,当被测离子浓度发生突跃,会导致电极电位突跃,从而确定滴定终点。化学小组利用电位滴定法测定市售三氯化铬(含
)质量分数,操作步骤如下:称取市售三氯化铬mg,溶于盛有25.00mL蒸馏水的锥形瓶中,加入足量的甲醛,发生反应
[与
反应时,
与
相当]。摇匀、静置,用
标准溶液滴定至终点,消耗
标准溶液的体积为
。
①滴定实验时,选择指示剂的情况是___________(填“选甲基橙”、“选酚酞”或“不需指示剂”)。
②市售中
的质量分数为___________%(用含有m、c、V的代数式表示,要求化简)。
11、某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4•5H2O晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后的溶液中不含Cu(NO3)2,反应中固体完全溶解,两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480g,其中铜屑的质量分数为0.400,480g固体混合物与一定量混酸微热后,充分反应,冷却恰好只得到CuSO4•5H2O,试求(1)混酸中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为:___________;(2)原混酸中H2SO4 的质量分数__________。
12、一水合甘氨酸锌是一种饲料添加剂,结构简式如图所示:
回答下列问题:
(1)基态Zn原子价电子排布图为______;一水合甘氨酸锌中Zn2+的配位数为______。
(2)甘氨酸(H2N—CH2—COOH)易溶于水,其原因为______。
(3)以氧化锌矿物为原料,提取锌的过程中涉及反应:ZnO+2NH3+2NH=[Zn(NH3)4]2++H2O。NH
的空间构型为______,与NH
互为等电子体的分子为______ (写出1种即可)。
(4)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的另一种配合物,IMI的结构为,则1molIMI中含有______molσ键,IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子晶体
熔点较低,其原因是______。
(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Zn的密度为______ g·cm-3(列出计算式)。
13、粉煤灰的主要成分为Al2O3、SiO2, 还含少量Fe2O3等,工业上可用粉煤灰制取氧化铝、碱式硫酸铝溶液等。
(1)从粉煤灰获得氧化铝的部分工艺流程如下:
①“酸浸”在恒容密闭反应釜中进行,温度不宜过高的原因是_______。
②“除铁”生成Fe(OH)3的离子方程式为 _______, 检验溶液中铁元素已经除尽的方法是_______。
③“结晶” 是向浓溶液中通入HCl气体,从而获得AlCl3·6H2O晶体的过程,溶液中Al3+和盐酸的浓度随通气时间的变化如图所示。Al3+浓度减小的原因是 _______。
(2)碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末,反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液,生成物(1-x) Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。
①制备碱式硫酸铝溶液时,维持反应温度和反应时间不变,提高x值的方法有 _______。
②通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值,测定方法如下:
a.取碱式硫酸铝溶液25.00 mL,加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体2.3300 g。
b.取碱式硫酸铝溶液2.50 mL,稀释至25 mL,加入0.1000 mol·L-1EDTA标准溶液25.00 mL,调节溶液pH约为4.2,煮沸,冷却后用0.08000 mol·L-1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液20.00 mL (已知Al3+、Cu2+与 EDTA反应的化学计量比均为1 :1)。 计算(1-x) Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(写出计算过程)。_______