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、【化学—选修3:物质结构】前四周期原子序数依次增大的六种元素,A、B、C、D、E、H中,A元素在宇宙中含量最丰富,B元素基态原子的核外有3种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子数目相同。D元素是地壳中含量最多的元素,E为d区元素,其外围电子排布中有4对成对电子,H元素基态原子最外层只有一个电子,其它层均已充满电子。
(1)E元素在周期表中的位置是 。
(2)六种元素中电负性最大的元素为 ,前五种元素中第一电离能最小的元素为______(写元素符号)。C元素与元素氟能形成C2F2分子,该分子中C原子的杂化方式是____________。
(3)配合物E(BD)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,据此判断该分子属于 分子(填“极性”或“非极性”)。该分子中σ键与π键数目比为 。
(4)H单质的晶胞结构如图所示,则原子采取的堆积方式为 ,若已知H原子半径为r pm ,NA表示阿伏伽德罗常数,摩尔质量为M,用相应字母表示:
①该原子的配位数为 。
②该晶体的密度为 g/cm3。
③H原子采取这种堆积方式的空间利用率为 (用含π表达式表示)。
3、Ⅰ.铅的冶炼有很多种方法。
(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
①2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) △H1= a kJ•mol-1
②PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) △H2= b kJ•mol-1
③PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H3=c kJ•mol-1
反应 3PbS(s)+6O2(g)=3PbSO4(s) △H=___________kJ•mol-1 (用含 a、b、c 的代数式表示)。
(2)还原法炼铅,包含反应PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) △H,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表
温度/℃ | 300 | 727 | 1227 |
1gK | 6.17 | 2.87 | 1.24 |
①该反应的△H__________0(选填“ >”、“< ”或“=”)。
②当1gK=1,在恒容密闭容器中放入足量的PbO并通入CO,达平衡时,混合气体中CO的体积分数为_______________(保留两位有效数字);若平衡后再向容器中充入一定量的CO气体,平衡向_______________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动,再次达到平衡时,CO的转化率_______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ.PbI2可用于人工降雨,可用滴定方法测出PbI2的Ksp。
(3)取一定量的PbI2固体,用蒸馏水配制成饱和溶液,准确移取25.00mL PbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH+(发生:2RH++PbI2=R2Pb2++2H++2I-),用锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并转入锥形瓶中(如图)。加入酚酞指示剂,用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00mL。确定到滴定终点时锥形瓶中现象为___________________,计算PbI2的Ksp为_______________ 。
4、纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O,经过滤、水洗,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2 。用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为
(2)玻璃棒有多种用途,下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是 (填字母)
①测定醋酸钠溶液的pH ②加热食盐溶液制备NaCl晶体
③配制0.1mol/L的硫酸溶液 ④用淀粉—KI试纸检验溶液中氧化性离子
⑤配制10%的硫酸钠溶液
A.①⑤ B.②⑤ C.①④ D.③④
(3)水洗时检验TiO2·x H2O已洗净的方法是
(4)下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是 (填字母代号)
a.核磁共振氢谱 b.红外光谱法 c.质谱法 d.透射电子显微镜法
(5)滴定终点的现象是
(6)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为Mg·mol-1)试样w g,消耗c mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为 %
(7)下列操作会导致TiO2质量分数测定结果偏高的是
A. 滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
B. 配制标准溶液时,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出
C. 容量瓶清洗之后,未干燥
D.配制标准溶液定容时,俯视刻度线
5、工业由钛铁矿(主要成分FeTiO3,Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等杂质)制备TiCl4的工艺流程如下:
已知:
①酸浸 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
②水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
③煅烧 H2TiO3(s)TiO2(s)+H2O(s)
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 ,试剂A为 。
(2)碱浸过程发生反应的离子反应方程式为 。
(3)酸浸后需将溶液温度冷却至70℃左右,若温度过高会导致最终产品吸收率过低,原因是 。
(4)上述流程中氯化过程的化学反应方程式为 。
已知TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) △H=+151kJ·mol-1。该反应极难进行,当向反应体系中加入碳后,则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是 。
(5)TiCl4极易水解,利用此性质可制备纳米级TiO2·xH2O,该反应的化学反应方程式是 。
6、已知0.1mol·L-1的NaHSO4溶液中H+浓度为0.1mol·L-1,请回答下列问题:
(1)写出NaHSO4在水溶液中的电离方程式:___________________;
(2)NaHSO4属于“酸”、“碱”、“盐”中的____________,理由是____________________;
(3)①若将NaHSO4与Ba(OH)2在溶液中按照物质的量之比为2∶1混合,反应的化学方程式为______________________;
②若将NaHSO4与Ba(OH)2在溶液中按照物质的量之比为1∶1混合,化学方程式为___________________________。
7、研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。判断的理由 。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。开始以氨碳比=3进行反应,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为 。
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一级电离常数Kb=4.3×10-7,则NH4HCO3溶液呈 (填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
8、自然界中存在大量的金属元素和非金属元素,它们在工农业生产中有着广泛的应用。
(1)纳米氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料,已知高温下Cu2O比CuO稳定。
①画出基态Cu原子的价电子轨道排布图____________;
②从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因____________。
(2)CuSO4溶液常用作农药、电镀液等,向CuSO4溶液中滴加足量浓氨水,直至产生的沉淀恰好溶解,再向其中加入适量乙醇,可析出深蓝色的Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。
①Cu(NH3)4SO4·H2O晶体中存在的化学键有____________(填字母序号)。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.配位键
②SO42—的立体构型是____________,其中S原子的杂化轨道类型是____________。
③已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是__________________。
(3)NaCl和MgO都属于离子化合物,NaCl的熔点为801.3℃,MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是____________。
(4)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气体中的CO(Ac-代表CH3COO-),该反应是:
[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac(醋酸羰基三氨合铜)(I) △H<0
①C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为____________;
②配合物[Cu(NH3)3CO]Ac中心原子的配位数为_________。
(5)铜的化合物种类很多,右图是氯化亚铜的晶胞结构,已知晶胞的棱长为a cm,则氯化亚铜密度的计算式为:ρ=____________g/cm3(用NA表示阿伏加德罗常数)。
9、气态亚硝酸(HNO2或HONO)是大气中的一种污染物。
(1)亚硝酸的电离平衡常数Ka=6.0×10﹣6,其电离方程式为________。
(2)亚硝酸分子中各原子最外层电子均达到稳定结构,其电子式为________。
(3)亚硝酸进入人体可以与二甲胺[(CH3)2NH]迅速反应生成亚硝酸胺[CH3)2N-N=O],亚硝酸胺是最重要的化学致癌物之一。
① 亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的一种反应机理如下:
HONO+
过程ⅰ和过程ⅱ的反应类型分别为:________、消去反应。
② 上述反应机理的反应过程与能量变化的关系如图:
亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的反应ΔH________0(填“>”或“<”)。反应难度更大的是过程________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
10、肉桂酸是一种重要的中间体,通常用Perkin反应法制备,化学方程式为
+(CH3CO)2O
CH3COOH+
苯甲醛为无色油状液体,在水中溶解度较小,在乙醇中溶解度较大,沸点为179℃,肉桂酸为白色固体,难溶于水,在乙醇中溶解度较大,沸点为300℃。
Ⅰ.制备:如图甲将3g醋酸钾、3新蒸馏的苯甲醛和5.5
乙酸酐装入反应装置中,加热使其保持微微沸腾(150~170℃)1h。
Ⅱ.分离与提纯:
①将反应混合物趁热(100℃左右)倒入盛有25水的250
圆底烧瓶B中。用饱和碳酸钠水溶液将
调为8,然后进行水蒸气蒸馏。
②加少量活性炭脱色,煮沸数分钟趁热过滤,滤液用浓盐酸调至为4,冷却析晶,过滤,洗涤,干燥后即得白色肉桂酸。
③产品用含水乙醇(水∶乙醇)进行重结晶,得到纯肉桂酸晶体。
请回答下列问题:
(1)图甲中为控制温度在150~170℃,必须增加的玻璃仪器是_______。
(2)图乙装置A中装有水,装置B中导管要伸入混合物中的原因是_______,判断水蒸气蒸馏结束的现象为_______。
(3)步骤Ⅱ的②中趁热过滤的目的_______。
(4)步骤③重结晶析出的肉桂酸晶体通过减压过滤分离。下列说法正确的是_______。
A.选择减压过滤是因为过滤速度快而且能得到较干燥的晶体
B.放入比布氏漏斗内径小的滤纸后,用倾析法转移溶液和沉淀,再开大水龙头抽滤
C.当吸滤瓶液面高度达到支管口位置时,从吸滤瓶支管倒出溶液,防止溢出
D.抽滤完毕时,应先断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管,再关水龙头
(5)重结晶的正确操作为_____(选出正确操作并按序排列)取粗产品干燥得到纯净晶体。
A.将粗产品加入圆底烧瓶中
B.安装回流装置,通冷凝水,加热、回流至晶体全部溶解
C.将适量含水乙醇加入圆底烧瓶
D.用乙醇洗涤
E.用水洗涤
F.转移至蒸发皿中蒸发至余下少量液体时,余热蒸干
G.冷却结晶,抽滤
11、称取软锰矿样品0.1000 g。对样品进行如下处理:
①用过氧化钠处理,得到MnO42-溶液。
②煮沸溶液,除去剩余的过氧化物。
③酸化溶液,MnO42-歧化为MnO4-和MnO2。
④滤去MnO2。
⑤用0.1000 mol·L-1 Fe2+标准溶液滴定滤液中MnO4-,共用去25.80 mL。
计算样品中MnO2的质量分数______(保留1位小数);写出简要的计算过程。
12、Cu2(OH)2CO3是用途广泛的化工原料。可用电解废渣[含Cu(NO3)2、AgNO3]和纯碱为原料制备。
(1)制备CuSO4溶液
①过程Ⅰ中,分解产生的气体除NO2外,一定还含有_______。
②过程Ⅱ中,分离所采用的试剂是_______。
(2)制备Cu2(OH)2CO3
ⅰ.取Na2CO3溶液于锥形瓶中,水浴加热至适当温度。
ⅱ.将CuSO4 溶液逐滴加入到Na2CO3溶液中,产生沉淀,静置。
ⅲ.待沉淀完全沉降后,减压过滤、洗涤、干燥。
①步骤ⅰ中加热Na2CO3溶液的目的是_______。
②步骤ⅱ中生成Cu2(OH)2CO3的化学方程式为_______。
(3)设n(Na2CO3):n(CuSO4)=m,m不同时,所得产物纯度不同。通过测定固体样品的热重分析曲线(样品质量随温度变化曲线),获得固体残留率可检测样品纯度。(已知:固体残留率=×100%)。
①写出Cu2(OH)2CO3分解的化学方程式_______。
②图1、图2分别是m = 1.2和m = 0.8时所得固体的热重分析曲线,依据下列曲线判断制备Cu2(OH)2CO3适宜的m = _______(填“1.2”或“0.8”)。通过定量分析说明理由:_______。
13、一种利用废催化剂(含TiO2,WO3等)回收金属Ti、W的工艺流程如图所示。
已知:①偏钛酸钠(Na2TiO3)难溶于水;“酸洗”时,Na2TiO3转化为TiOCl2或TiOSO4,水解后得到H2TiO3;
②当溶液中某离子浓度≤1×10-5mol/L时,认为该离子沉淀完全。
请回答下列问题:
(1)为加快“碱浸”的速率,可采取的措施为___________(任写两条);“碱浸”时生成偏钛酸钠的离子方程式为___________。
(2)锐钛型和金红石型是TiO2最常见的两种晶体类型,煅烧H2TiO3过程中,TiO2会发生“锐钛型→金红石型”转化,固体质量残留率和晶型转化率随温度变化如图1所示,晶型转化过程中的能量变化如图2所示。设计用“过滤”所得Na2TiO3制备金红石型TiO2的操作方案___________。
(3)“煅烧”时,TiO2的提取率随时间、温度的变化关系如图,提取TiO2的适宜条件为___________。
(4)用固体二氧化钛生产海绵钛的装置如图,其原理是TiO2的氧解离进入熔融盐中而得到金属海绵钛。电解过程中,b极是___________极,阴极的电极反应式为___________。
(5)将氢氧化钙加入钨酸钠溶液中可得到钙酸钙,已知Ksp(CaWO4)=4×10-10(mol/L)2,Ksp[Ca(OH)2]=9×10-7(mol/L)3,当溶液中沉淀完全时,溶液中c(OH-)最大值为___________mol/L。