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、下列几种导电性变化图象,把符合要求的图象序号填在相应的题目后面括号中。
(1)向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液( )
(2)向H2SO4溶液中通入Cl2直至过量( )
(3)向AgNO3溶液通入少量HCl( )
(4)向氨水中通入HCl直至过量( )
(5)向NaOH溶液中通入少量Cl2( )
(6)向饱和石灰水中不断通入CO2( )
3、为治理环境,减少雾霾,应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物(NOx)等的排放量。
Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
②CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-586.7kJ/mol
(1)若用4.48LCH4还原NO生成N2,则放出的热量为______kJ。(气体体积已折算为标准状况下)
Ⅱ.(2)NOx可用强碱溶液吸收产生硝酸盐。在酸性条件下,FeSO4溶液能将NO3-还原为NO,NO能与多余的FeSO4溶液作用生成棕色物质,这是检验NO3-的特征反应。写出该过程中产生NO的离子方程式: 。
(3)用电化学处理含NO3-的废水,电解的原理如图1所示。则电解时阴极的电极反应式为 ;当电路中转移20 mol电子时,交换膜左侧溶液质量减少________g。
图1 图2 图3
Ⅲ.利用I2O5消除CO污染的反应为:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)。不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 molCO,测得CO2的体积分数(φ)随时间(t)变化曲线如图2所示。
(4)T1时,该反应的化学平衡常数的数值为 。
(5)下列说法不正确的是_______(填字母)。
A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态
B.两种温度下,c点时体系中混合气体的压强相等
C.d点时,在原容器中充入一定量氦气,CO的转化率不变
D.b点和d点时化学平衡常数的大小关系:Kb<Kd
Ⅳ.以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4通过反应CO2(g)+CH4(g)
CH3COOH(g) △H<0直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图3所示。
(6)①250~300℃时,乙酸的生成速率减小的主要原因是 。
②工业生产中该反应的温度常选择250℃、不选择400℃,从综合经济效益考虑,其原因是 。
4、氨气是一种重要的化工原料,氨态氮肥是常用的肥料。
工业合成氨的化学方程式:N2 + 3H2 2NH3+92.4KJ
(1)它是氮的固定的一种,属于_____________(选填“大气固氮”、“生物固氮” “人工固氮”);若升高温度,该平衡向____________方向移动(选填“正反应”或“逆反应”)。
(2)该反应达到平衡状态的标志是______________。(选填编号)
a.压强不变 b.v正(H2)= v正(NH3) c.c (N2)不变 d.c(NH3)= c(N2)
(3)欲使NH3产率增大,可采取的措施有_____________、____________。若容器容积为2L,开始加入的N2为0.1mol,20s后测得NH3的物质的量为0.08mol,则N2的平均反应速率为_________________________________________mol/(L∙S)。
(4)如下图所示,将集有氨气的试管倒置于水槽中,观察到试管内液面上升,溶液变为红色,解释发生该现象的原因____________________________________。
(5)(NH4)2SO4是常用的氮肥,长期施用时会使土壤酸化板结,
用离子方程式表示原因___________________________________
检验(NH4)2SO4含NH4+的方法是____________________。
____________________.
5、水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件,某课外小组用碘量法测定沱江河中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
I.采集水样及氧的固定:
用溶解氧瓶采集水样,记录大气压及水温。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
Ⅱ.酸化及滴定:
将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成I2(2S2O32-+I2====2I-+S4O62-)。
回答下列问题:
(1)氧的固定中发生反应的化学方程式为____________________。
(2)固氧后的水样用稀H2SO4酸化,MnO(OH)2被I-还为Mn2+,发生反应的离子方程式为______________________________。
(3)标准Na2S2O3溶液的配制。
①配制amol·L-1480mL该溶液时,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和__________。
若定容时俯视,会使配制的Na2S2O3浓度__________(选填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
②Na2S2O3溶液不稳定,配制过程中,用蒸馏水须煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除__________及二氧化碳。
(4)取100.00mL水样经固氧、酸化后,用amol·L-1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉作指示剂,达到滴定终点的现象为____________________;若消耗Na2S2O3溶液的体积为bmL,则水样中溶解氧气的含量为____________________mol/L。
6、氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
7、(加试题)烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染,国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱硫脱硝一体化技术。
(1)脱硫总反应:SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1/2O2(g)=(NH2)SO4(aq)+CO2(g),已知该反应能自发进行,则条件是____(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
(2)电解稀硫酸制备O3(原理如图),则产生O3的电极反应式为______。
(3)室温下,往恒容的反应器中加入固定物质的量的SO2和NO,通入O3充分混合。反应相同时间后,各组分的物质的量随n(O3)∶n(NO)的变化见上图。
① n(NO2)随n(O3)∶n(NO)的变化先增加后减少,原因是____。
② 臭氧量对反应SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)的影响不大,试用过渡态理论解释可能原因__。
(4)通过控制变量法研究脱除效率的影响因素得到数据如下图所示,下列说法正确的是____。
A. 烟气在尿素溶液中的反应:v(脱硫)<v(脱硝)
B. 尿素溶液pH的变化对脱硝效率的影响大于对脱硫效率的影响
C. 强酸性条件下不利于尿素对氮氧化物的脱除
D. pH=7的尿素溶液脱硫效果最佳
(5)尿素的制备:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0。一定条件下,往10 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和1 mol CO2。
① 该反应10 min 后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8 g·L-1,平衡常数K=__。
② 上图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min 时,迅速将体系升温,请在图中画出3~10 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线__________。
8、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______________.
9、二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为___________________________;向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为___________________极(填A或B)
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。
10、TiC14是制备钛及其化合物的重要中间体,某小组同学利用下列装置在实验室制备TiCl4,设计实验如下(夹持装置略去):
已知:
①PdC12溶液捕获CO时,生成金属单质和两种酸性气体化合物。
②TiC14的制备需无水无氧且加热。
③
化合物 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g•cm-3 | 水溶性 |
TiCl4 | -25 | 136.4 | 1.5 | 易水解生成难溶于水的物质,能溶于有机溶剂 |
CCl4 | -23 | 76.8 | 1.6 | 难溶于水,与TiCl4互溶 |
请回答下列问题:
(1)装置D中除生成TiCl4外,同时生成一种气态不成盐氧化物,该反应的化学方程式为__________________。
(2)按照气流由左到右的方向,上述装置合理的连接顺序为a→____→____→f→g→___→____→_____→_____→_____(填仪器接口字母)。
(3)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;_____________(按正确的顺序填入下列操作的序号)。
①加热装置D中陶瓷管 ②打开分液漏斗活塞
③停止加热,充分冷却 ④关闭分液漏斗活塞
实验时,当观察到____________________________时,开始进行步骤①。
(4)设计实验证明装置E中收集到的液体中含有TiCl4:___________。
(5)装置F中发生反应的化学方程式为____________________。
(6)制得的TiC14产品中常含有少量CC14,从产品中分离出TiC14的操作名称为_____________________________。
11、硬铝(因其主要成分,在此仅看作Al-Cu合金)常用于建筑装潢。1.18g某种硬铝恰好与10mL某浓度的硝酸完全反应,生成的混合气体(其中NO2与NO的体积比为2:1)再与448mL氧气(标准状况)混合,恰好能被水完全吸收。则该硝酸的物质的量浓度_____________mol/L。请写出简要计算过程。
12、氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈,其工艺流程如图所示:
已知:①Ce3+易和SO形成复盐沉淀:Ce2(SO4)3+Na2SO4+nH2O=Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓(复盐沉淀);
②硫脲:(分子式为SCN2H4),具有还原性,酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2;
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+;
回答下列问题:
(1)焙烧时,为了提高焙烧效率,可采取的措施有_______(任写一条)。
(2)滤渣A的主要成分是_______、_______。
(3)焙烧后加入稀硫酸浸出,Ce的浸出率和稀硫酸浓度、温度有关,其关系如图所示,应选择的适宜的条件为_______(填序号)
A. 65℃ 2.0mol/L B. 75℃ 2.0mol/L C. 85℃ 2.5mol/L D.100℃ 2.5mol/L
硫酸浓度过大时,浸出率降低的原因是_______。
(4)加入硫脲的目的是将Ce4+还原为Ce3+,反应的化学方程式为_______。
(5)步骤③加入盐酸后,通常还需加入H2O2,其主要目的为_______。
(6)步骤④的离子方程式为_______。
(7)铈元素()常见有
、
两种价态。
可以被含
的溶液吸收,生成含有Ce3+和
的吸收液。现采用电解法将上述吸收液中的
转化为无毒物质,同时再生
,其原理如图所示。
①从电解槽的_______(填字母代号)口流出。
②写出阴极的电极反应式:_______。
13、中国传统绘画颜料迄今已有七千多年的历史。古代艺术作品色彩艳丽,璀璨夺目,与所使用矿物颜料有很大关系。回答下列问题:
(1)石青,又名蓝矿石,化学式为Cu3(CO3)2(OH)2,基态Cu2+核外电子的空间运动状态有_______种。原子轨道中电子有两种相反的自旋状态,分别用+ 和-
表示,称为电子的自旋磁量子数,则Cu2+中电子自旋磁量子数的代数和为_______。
中C原子的杂化方式为_______。
(2)亚铁氰化钾,化学式为K4[Fe(CN)6],呈黄色结晶性粉末。[Fe(CN)6]4-中配体CN-的配位原子是_______(填元素符号),[Fe(CN)6]4-中。σ键和π键的数目之比为_______。
(3)宜德时期青花瓷使用的颜料“苏勃泥青”是从一种钴矿[主要成分为(FeCo)x AsS]中提取出来的。无水CoCl2的熔点是735℃ ,沸点1049℃ ,CoCl2属于_______晶体;砷酸根离子( )的空间构型为_______。
(4)ZnS可用于制白色颜料等。ZnS的晶胞如图所示。
①图中S2-的坐标有(0,0,0)、(0,,
),与(0,0,0)距离最近的S2-还有_______(填坐标)。
②Zn2+占据_______ (填“八面体”或“四面体”)空隙,空隙利用率为_______%。
③ZnS的密度为_______g·cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。