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、精制氯化钾在工业上可用于制备各种含钾的化合物,完成下列填空,工业氯化钾中含有、
、
等杂质离子,可按如下步骤进行精制,完成各步内容:
①溶解;②加入试剂至、
沉淀完全,煮沸;③____________;④加入盐酸调节
;⑤____________(除
);⑥蒸干灼烧。步骤②中,依次加入的沉淀剂是
、______、______。证明
已沉淀完全的操作是____________。
3、短周期的元素在自然界中比较常见,尤其是非金属元素及其化合物在社会生活中有着很重要的作用。
(1)补全元素周期表中符号。
_____ | C | N | O | F |
Al | Si | _____ | S | Cl |
表中元素形成的最稳定氢化物是_____,该氢化物在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度_____(填“大”或“小”)。
(2)硅原子核外电子运动状态为_____种,其最外层电子排布式为_____,硅微粒非常坚硬,比较晶体硅与碳化硅的熔点高低并解释说明_____。
(3)碳元素的非金属性比硫_____,可由一复分解反应推测而得,其反应的化学方程式为_____。
(4)烟气中的NO与尿素[CO(NH2)2](C的化合价为+4)反应进行脱硝。反应的化学方程式是:2CO(NH2)2+8NO=2CO2+6N2+O2+4H2O。该反应的氧化产物为_____,若反应过程中有2.24L(标准状况下)NO反应,则电子转移的数目为_____。
4、研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。
①写出该反应的热化学方程式: 。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中压强不变 b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题:
①该过程是将 转化为 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)
②催化剂b表面的电极反应方程式为 。
(3)某国科研人员提出了使用氢气和汽油(汽油化学式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用,储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2,该系统反应如下图所示:
解决如下问题:
①写出CaH2的电子式 。
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是: 。
③如该系统反应均进行完全,试写出该系统总反应的化学方程式 。
5、[化学-选修3:物质结构与性质]
铁氧体是一种磁性材料,具有广泛的应用。 -
(1)基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]_______。
(2)工业制备铁氧体常使用水解法,制备时常加入尿素[CO(NH2)2 ]、醋酸钠等碱性物质。尿素分子中四种不同元素的电负性由大至小的顺序是____________;醋酸钠中碳原子的杂化类型是_________。
(3)工业制备铁氧体也可使用沉淀法,制备时常加入氨(NH3)、联氨(N2H4)等弱碱。比较下表中氨(NH3)、联氨(N2H4)的熔沸点,解释其高低的主要原因________。
| N2H4 | NH3 |
熔点/℃ | 2 | -77.8 |
沸点/℃ | 113.5 | -33.5 |
(4)下图是从铁氧体离子晶体Fe3O4中,取出的能体现其晶体结构的一个立方体,则晶体中的氧离子是否构成了面心立方最密堆积______(填“是”或“否”),该立方体是不是Fe3O4的晶胞______(填“是”或“否”),立方体中三价铁离子处于氧离子围成的_____空隙(填空间结构)。
(5)解释该Fe3O4晶体能导电的原因________,根据上图计算Fe3O4晶体的密度_____g•cm-3。 (图中a=0.42nm,计算结果保留两位有效数字)
6、磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态磷原子的核外电子排布式为____________________。
(2)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图甲所示。
①第一电离能:磷_____________硫;电负性:磷_____________硫(填“>”或“<”)。
②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_____________。
③每个P4S3分子中含孤电子对的数目为______________。
(3)N、P、As、Sb均是第VA族的元素。
①上述元素的氢化物的佛点关系如图乙所示,沸点:PH3<NH3,其原因是____________;沸点:PH3<AsH3<SbH3,其原因是______________________________________。
②某种磁性氮化铁的晶胞结构如图丙所示,该化合物的化学式为______。
(4)磷化铝熔点为2000℃,它与晶体硅互为等电子体,磷化铝晶胞结构如图丁所示。
①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为_____________________。
②图中A点和B点的原子坐标参数如图丁所示,则C点的原子坐标参数为________。
③磷化铝晶体的密度为ρg·cm-3,用NA表示阿伏加德罗常数的数值,则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为___________cm。
7、铂(Pt)及其化合物用途广泛。
(1)在元素周期表中,Pt与Fe相隔一个纵行、一个横行,但与铁元素同处_____族。基态铂原子有2个未成对电子,且在能量不同的原子轨道上运动,其价电子排布式为____________。
(2)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。
①吡啶分子是大体积平面配体,其结构简式如图所示。每个吡啶分子中含有的σ键数目为________。
②二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有________(填序号)。
a.离子键 b.氢键 c.范德华力 d.金属键 e.非极性键
③反式二氯二吡啶合铂分子是非极性分子,画出其结构式:_____。
(3)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状堆砌,使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,其结构如图所示。
① 硫和氮中,第一电离能较大的是______。
②“分子金属”可以导电,是因为______能沿着其中的金属原子链流动。
③“分子金属”中,铂原子是否以sp3的方式杂化?简述理由:______。
(4)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示。若金属铂的密度为d g·cm-3,则晶胞参数a=_________________nm(列计算式)。
8、有X、Y、Z、M、G五种元素,是分属三个短周期并且原子序数依次增大的主族元素。其中X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。在熔融状态下,将Z的单质和FeG2(元素G和铁构成的某化合物)组成一个可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:2Z +FeG2Fe+2ZG
放电时,电池的正极反应式为:______________;充电时,接电源负极的电极材料是____(写物质名称),该电池的电解质为_______(填写化学式)。
9、卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁(轻质体积蓬松,体积是等质量的重质氧化镁的三倍)。
若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,根据表1和表2提供的资料,填写空白:
表l 生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.l |
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。表2原料价格表
物质 | 价格/元 吨-1 |
漂液(含25.2%NaClO) | 450 |
双氧水(含30%H2O2) | 2400 |
烧碱(含98%NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5%Na2CO3) | 600 |
(1)为了加快卤块的溶解,我们可以选择那些方法_______(请写出两种方法);
(2)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是________,在酸性条件下,其对应的离子方程式是________________
(3)在步骤③中加入的试剂应是________;之所以要控制pH=9.8,其目的是__________
(4)在步骤④中加入的试剂Z应是___________;
(5)在步骤⑤中发生的反应是__________
10、为验证SO2的性质并制备NaHSO3和Na2SO3,设计如图所示实验装置(部分夹持装置略去)。
(1)装置A中反应的化学方程式是______。
(2)盛放浓硫酸的仪器名称是______,装置B的作用是______。
(3)试管D中发生反应的离子方程式为______。
(4)装置E中设计多孔球泡的目的是______。
(5)已知:Na2SO3水溶液中H2SO3、HSO、SO
的物质的量分数随pH的分布如图1所示,Na2SO3的溶解度曲线如图2所示。
①边搅拌边向装置E中的Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液,当______时停止通入SO2。
②由NaHSO3溶液制备Na2SO3的实验方案为:边搅拌边向NaHSO3溶液中加入NaOH溶液,测量溶液的pH,当pH约为10时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于______℃条件下趁热过滤。滴加NaOH溶液不能过慢的原因是______。
11、硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑ ①
NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑ ②
(1)根据反应①,每产生22.4 L(标准状况下)CO2,吸收液质量将增加_____________g。
(2)配制1000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO3·10H2O_____________g。
(3)现有1000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收硝酸工业尾气,每产生22.4 L(标准状况)CO2时,吸收液质量就增加44 g。
① 计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比。
② 1000 g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后,蒸发掉688 g水,冷却到0℃,最多可析出NaNO2多少克?(0℃时,NaNO2的溶解度为71.2g/100g水)
12、碳酸镍是合成纳米镍的一种前驱体。一种用铁镍合金废料(还含有少量铜、钙、镁、硅的氧化物)制备纯度较高的碳酸镍的工艺流程如图:
已知:H2S的电离常数,
,
;
回答下列问题:
(1)合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸:
①金属镍溶解的离子方程式是_______。
②“酸溶”时产生的废渣成分有_______。
③该过程控制温度70℃-80℃的原因是_______。
(2)“除铁”时,将“铁”转化成颗粒较大的黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]沉淀对后续操作较为有利:
①黄钠铁矾中Fe元素的化合价为_______。
②“除铁”加入Na2CO3时,生成黄钠铁矾的离子方程式是_______。
(3)“除铜”后,溶液中c(H2S)=0.1mol·L-1,c(Ni2+)=0.1mol·L-1,溶液中c(H+) ≥_______mo1·L-1(列计算式)才不会使Ni2+形成NiS沉淀。
(4)“沉镍”后,滤液的主要成分是_______。
(5)“沉镍”时,若用Na2CO3溶液做沉淀剂,产物容易不纯,该杂质的化学式为_______。
13、金属锑可用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有Fe2O3、Al2O3、 MgO、SiO2等)为原料提取锑的工艺流程图如下:
已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的浓度及溶液的pH如下表所示:
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ |
开始沉淀时的pH c=0.01mol ·L-1 | 2.2 | 3.7 | 7.5 | 9.6 |
完全沉淀时的pH c=1.0× 10-5mol·L-1 | 3.2 | 4.7 | 9.0 | 11.1 |
试回答下列问题:
(1)“浸出渣”的主要成分有S、____ 。“溶浸”时Sb2S3发生反应的化学方程式为__________ 。
(2)“还原”时加入Sb的目的是将_______ 还原(填离子符号)。
(3)“水解” 时需控制溶液pH=2.5。
①Sb3+发生水解反应的离子方程式为____________________________。
②下列能促进该水解反应的措施有_____ ( 填编号)。
A.升高温度 B.增大c(H+)
C.增大c(Cl-) D.加入Na2CO3粉末
③为避免水解产物中混入Fe(OH)3, Fe3+的浓度应小于___ mol·L-1。
(4)“酸溶2”后的溶液可返回___________ 上工序循环使用。
(5)Sb可由电解制得,阴极的电极反应式为________________________________。