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、水是生命之源,它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂。
(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为______________________________;
(2)写出与H2O分子互为等电子体的微粒_________________________(填2种)。
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+)。下列对上述过程的描述不合理的是______________
A.氧原子的杂化类型发生了改变 | B.微粒的形状发生了改变 |
C.微粒的化学性质发生了改变 | D.微粒中的键角发生了改变 |
(4)下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是_________(请用相应的编号填写)
(5)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示),已知冰的升华热是51 kJ/mol,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则冰晶体中氢键的“键能” 是_________kJ/mol;
(6)将白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配离子。请写出生成此配离子的离子方程式:__________________________________________________________。
3、镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成。
放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某学习小组对该电池电极材料进行回收研究。
已知 :①NiO2有强氧化性,可与浓盐酸反应;
②NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:
M(OH)n | Ksp | pH | |
开始沉淀 | 沉淀完全 | ||
Al(OH)3 | 2.0×10-32 | 4.1 | - |
Fe(OH)3 | 3.5×10-38 | 2.2 | 3.5 |
Fe(OH)2 | 1.0×10-15 | 7.5 | 9.5 |
Ni(OH)2 | 6.5×10-18 | 6.4 | 8.4 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为; ;
(2)维持电流强度为1.0A,消耗0.28gFe,理论电池工作 s。(已知F=96500C/mol)
(3)对该电池电极材料进行回收方案设计:
①方案中加入适量双氧水的目的是 ;在滤液I中慢慢加入NiO固体,则依次析出沉淀
和沉淀 (填化学式)。若两种沉淀都析出,pH应控制在不超过
(离子浓度小于1×10-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.4);设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案 。
②滤液III中溶质的主要成分是 (填化学式);气体I为 ,判断依据是 。
4、PM2.5中的某些物质,易引发光化学烟雾污染,光化学烟雾中含有NOx、OCS、CH2=CH-CHO、HCOOH、以及光气等二次污染物。水污染程度可通过测定水体中铅、铬等重金属的含量判断。
(1)C、N、O三种元素的第一电离能从大到小的顺序为_______(用元素符号表示),CH2=CH-CHO分子醛基中碳原子杂化方式为____________。
(2)根据等电子体原理,羰基硫(OCS)分子的结构式为_________;光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构,则光气分子的空间构型为_________(用文字描述);
(3)1molHCOOH中含σ键和π键数目之比为______________。
(4)基态Cr原子核外电子排布式是_______,配合物[Cr(NH3)4(H2O)2] Cl3中心离子的配体为_______。
(5)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中晶胞中含Kr原子为m个,与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有n个,则m/n=______(填数字)。若两个相邻面心的Kr原子的核间距为acm,用NA表示阿伏伽德罗常数,M表示Kr的相对原子质量。该晶体的密度计算式为______ g/cm3。
5、重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下,请回答下列问题:
(1)以上工艺流程所涉及元素中属于过渡元素的有________,铁在周期表中的位置是第______周期______族。
(2)在反应器①中,有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为NaFeO2,杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式:_________________。
(3)NaFeO2能发生强烈水解,在步骤②中生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:_________________。
(4)流程④中酸化所用的酸和流程⑤中所用的某种盐最合适的是____________(填字母)。
A.盐酸和氯化钾 B.硫酸和氯化钾 C.硫酸和硫酸锌 D.次氯酸和次氯酸钾
酸化时,CrO转化为Cr2O
,写出平衡转化的离子方程式:________________。
(5)水溶液中的H+是以H3O+的形式存在,H3O+的电子式为_____________。
(6)简要叙述操作③的目的:________________。
6、《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:
7、金属硫化物和硫酸盐在工农业生产中有广泛应用。
(1)二硫化钼(MoS2)是重要的固体润滑剂。
向体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3,并充入0.4molH2,
发生反应:MoS2(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s) +2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2S(s) △H =akJ • mol-1,测得在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图所示。
①a________0(填“<”“>”“=”,下同)。
②容器内的总压:P点________Q点。
③P点对应温度下,H2的平衡转化率为________,平衡常数K=________。
(2)辉铜矿(主要成分是Cu2S)在冶炼过程中会产生大量的SO2。已知冶炼过程中部分反应为:
①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2kJ/mol
②2Cu2O+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116kJ/mol,则Cu2S与O2反应生成Cu与SO2的热化学方程式为___________________________。
(3)回收处理SO2的方法之一是用氨水将其转化为NH4HSO3。已知常温下 Kb(NH3•H2O) =1.5×l0-5 Ka1(H2SO3) =1.6×l0-2 Ka2(H2SO3)=1×10-7,若吸收过程中氨水与SO2恰好完全反应,则所得溶液在常温下的pH________7(填“>”“ <”或“=”,下同),溶液中c(SO32-)________c(H2SO3)。
(4)在500℃下硫酸铵分解会得到4种产物,其含氮物质的物质的量随时间的变化如上图所示。则该条件下硫酸铵分解的化学方程式为_________________________。
8、下图是工业上以天然气、空气为原料合成氨的一种工艺流程:
(1)脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3除去H2S,该反应的化学方程式是____________。
(2)脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________,下列试剂中也适宜作此反应的氧化剂的是________(填选项)。
A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.O3
(3)流程中Fe(OH)3和K2CO3可循环利用,你认为流程中还可循环利用的物质有_______。
(4)合成氨反应的原料气中V(N2)∶V(H2)=1∶3。平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系如下图所示:
则A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC的关系是___________(用“>”、“<”或“=”表示);A点H2的平衡转化率为________。
9、燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)如图所示,利用电化学原理将SO2 转化为重要化工原料C,若A为SO2,B为O2,则负极的电极反应式为:___________;
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-d kJ·mol-1。
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:____________________________;
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组om] | 温度℃ | 起始量/mol[ | 平衡量/mol | 达到平衡所需 时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验2条件下平衡常数K=________,该反应的ΔH________0 (填“>”或“<”)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则b/a 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol,则此时V逆 V正(填“<” ,“>” ,“=”)。
④判断该反应达到平衡的依据是________。
A.CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等 B.容器内气体压强保持不变
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
10、草酸亚铁是黄色晶体,常用作照相显影剂、新型电池材料等。
实验室制备草酸亚铁并测定其中Fe2+和C2O42−的物质的量之比确定其纯度,步骤如下:
Ⅰ.称取一定质量的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]于烧杯中,加蒸馏水和稀硫酸,加热溶解,再加饱和H2C2O4溶液,加热沸腾数分钟,冷却、过滤、洗涤、晾干,得黄色晶体。
Ⅱ.称取m gⅠ中制得的晶体于锥形瓶中,加入过量稀硫酸使其溶解,70℃水浴加热,用c mol·L−1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液v1 mL(其中所含杂质与KMnO4不反应)。
Ⅲ.向Ⅱ滴定后的溶液中加入过量锌粉和稀硫酸,煮沸,至反应完全,过滤,用c mol·L−1 KMnO4溶液滴定滤液至终点,消耗KMnO4溶液v2 mL。
Ⅳ.重复上述实验3次,计算。
已知:ⅰ.草酸是弱酸。
ⅱ.pH>4时,Fe2+易被O2氧化。
ⅲ.酸性条件下,KMnO4溶液的还原产物为近乎无色的Mn2+。
回答下列问题:
(1)Ⅰ中加入稀硫酸的目的是__________________________、_______________________。
(2)Ⅱ中与KMnO4溶液反应的微粒是_____________、____________。
(3)Ⅲ中加入过量锌粉仅将Fe3+完全还原为Fe2+。若未除净过量锌粉,则消耗KMnO4溶液的体积V ______v2 mL(填“>”、“=”或“<”)。
(4)Ⅲ中,滴定时反应的离子方程式是__________________________,滴定时KMnO4溶液装在__________________(玻璃仪器)中,滴定终点的现象_________________________________________。
(5)m gⅠ中制得的晶体中,Fe2+和C2O42−的物质的量之比是____________________(用含v1、 v2的计算式表示)。
11、某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示,则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为____,按反应的先后顺序写出该过程的离子反应方程式:___________。
12、近年来,我国的钢铁产量居世界首位。炼铁时产生大量瓦斯泥,若不合理利用,会对环境造成不利影响。一种以瓦斯泥(主要含ZnO、Bi2O3、Bi2S3、Bi、Fe2O3,还含少量PbO、FeO、CuO;锌、铋两元素的质量分数分别为8.92%、0.75%)为原料提取锌、铋的工艺流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)“浸取”时,为避免“瓦斯泥”在反应器的底部沉淀、结块,可采取的措施为_______。
(2)“过程I”中发生反应的离子方程式为_______。
(3)“过程II”产生的气体___________(填化学式)可在流程的_______步骤中循环使用。
(4)“酸盐浸提”时,为使铋充分浸出,加入适量NaCl作助溶剂。单质铋在Fe3+的氧化作用下被溶解。
①含铋物质发生反应的化学方程式为:
i.Bi2O3+3H2SO4+6NaCl=2BiCl3+3Na2SO4+3H2O
ii.Bi2S3+3Fe2(SO4)3+6NaCl=2BiCl3+3Na2SO4+6FeSO4+3S
iii._______。
②“滤渣2”的主要成分除S外还有____________。
(5)已知:此工艺中,Bi3+水解得到BiOCl沉淀的适宜pH范围为1.6~2.0;溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Zn2+ |
开始沉淀时pH | 7.0 | 1.9 | 6.2 |
完全沉淀时pH | 9.0 | 3.2 | 8.0 |
①结合上述信息分析,“水解”时加入适量Zn粉的目的是_______。
②“水解”后的“系列操作”为_______。
(6)处理3.6t“瓦斯泥”,得到26.05kg“BiOCl产品”,其中BiOCl质量分数为90%,则铋的回收率为_______。(结果精确到1%)。
13、氧族元素的单质及其化合物在工业生产和生活中有重要的应用,运用化学原理研究氧族元素的单质及其化合物有重要意义。回答下列问题:
(1)臭氧层被破坏的反应过程如图所示,NO的作用是___________。已知:O3(g)+O(g)=2O2(g)∆H=-143kJ·mol-1、“反应1”:O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g)△H1=-200.2kJ·mol-1,写出“反应2”的热化学方程式___________。
(2)在恒温恒容密闭容器中,n(O3):n(SO2)=1:1投料发生如下反应:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)△H=-240.8kJ·mol-1,T1和T2(T1<T2)时SO2的转化率如图所示。
T1时,计算该反应的分压平衡常数Kp=___________(结果保留小数点后两位)。恒温时增大SO2平衡转化率的措施是___________(写一条)。
(3)在容积为1L的多个反应装置中,分别充入2molSO2和2molO3控制在不同温度下发生反应,经过相同反应时间t后剩余SO2的物质的量与温度的关系如图所示。
已知臭氧会转化成氧气:2O3(g)3O2(g),在上述反应条件下臭氧分解率与温度关系如表:
温度/℃ | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
分解率/% | 0 | 0 | 0 | 6 | 30 | 81 |
①低于140℃,SO2的剩余量随温度升高减小的原因是___________;高于200℃,SO2的剩余量随着温度升高增大,除了升温平衡向吸热的逆向移动这一原因外,另一原因是___________。
②已知250℃时SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)的平衡常数K=1,平衡时氧气的浓度c(O2)=___________mol/L(结果保留小数点后两位)。