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、废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金,含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O)及副产物ZnO。制备流程图如下:
已知:Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
| Fe3+ | Fe2+ | Zn2+ |
开始沉淀的pH | 1.1 | 5.8 | 5.9 |
沉淀完全的pH | 3.0 | 8.8 | 8.9 |
请回答下列问题:
(1)实验中的过滤操作所用到的玻璃仪器为____________________。
(2)加入ZnO调节pH=a的目的是____________________,a的范围是___________。
(3)由不溶物E生成溶液D的化学方程式为______________________________。
(4)由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是___________,__________,过滤。
(5)若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量,则产生的现象是______________________________。
(6)若废旧黄铜的质量为a g,最终得到的胆矾晶体为b g,则该黄铜中铜元素的质量分数为_____________。
3、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。
4、
镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。
(1)Cu位于元素周期表第四周期,铜原子核外电子有____种不同的运动状态,Cu+的核外电子排布式为________。
(2)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴、阳离子个数比为______,该氧化物的电子式为_______________。
(3)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4•H2O,其结构示意图如下,胆矾晶体存在_____化学键,其中SO42-空间构型是______,采用的杂化方式是______。晶体中H、O、S元素电负性由小到大的顺序为_____(用元素符号表示)。
(4)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:
氟化物 | NaF | MgF2 | SiF4 |
熔点/K | 1266 | 1534 | 183 |
解释表中氟化物熔点差异的原因:_____________________________。
(5)金属Mg的堆积方式是六方最密堆积(如左图所示),其晶胞如右图所示镁原子半径为r㎝,阿伏伽德罗常数为NA,则金属镁的晶体密度为______g/㎝3。(用r、NA表达)
5、己二酸是合成尼龙-66的主要原料之一。实验室合成己二酸的原理、有关数据及装置示意图如下:3+8HNO3 —→ 3
+8NO↑+7H2O
实验步骤如下:
Ⅰ.在三口烧瓶中加入16 mL 50%的硝酸(密度为1.31 g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4 mL环己醇。
Ⅱ.水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60 ℃~65 ℃之间。
Ⅲ.当环己醇全部加入后,将混合物用80 ℃~90 ℃水浴加热约10 min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止。
Ⅳ.趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤、干燥、称重。
请回答下列问题:
(1)装置b的名称为 ,使用时要从 (填“上口”或“下口”)通入冷水;滴液漏斗的细支管a的作用是
(2)本实验所用50%的硝酸的物质的量浓度为 ;实验中,氮氧化物废
气(主要成分为N02和NO)可以用NaOH溶液来吸收,其主要反应为:
2N02+2NaOH=NaN02+NaN03+H20和NO+N02+2NaOH=2NaN02+H20
其中NaOH溶液可以用Na2C03溶液来替代,请模仿上述反应,写出Na2C03溶液吸收的两个方程式:
;
(3)向三口烧瓶中滴加环己醇时,反应温度迅速上升,为使反应温度不致过高,必要时可采取的措施是 。
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用 和 洗涤晶体。
6、硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多种化合物。
(1)基态硒原子的价层电子排布式为____________。
(2)锗、砷、硒的第一电离能大小排序为____________。H2SeO4的酸性比H2SeO3的强,其原因是__________。
(3)H2SeO3的中心原子杂化类型是_______;SeO32-的立体构型________。
(4)H2Se属于____________ (填“极性”或“非极性”)分子;单质Se的熔点为217℃,它属于_________晶体。
(5)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,该晶胞中硒原子的配位数为_________;若该晶胞密度为ρg·cm-3,硒化锌的摩尔质量为Mg/mol。NA代表阿伏加德罗常数,则晶胞参数a为__________pm。
7、硅是重要的半导体材料,构成现代电子工业的基础。硅及其化合物在工业中应用广泛,在国防和航天工业中亦有许多用途。
(1)硅原子中最外层电子排布式为___,该层电子的电子云有___种不同的伸展方向。
(2)温石棉矿是一种硅酸盐类矿物,化学式写作氧化物形式为6MgO•4SiO2•4H2O,其中原子半径最大的元素在周期表中的位置是___。SiO2存在与金刚石结构类似的晶体,其中硅氧原子之间以___相结合。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力
(3)甲硅烷(SiH4)是一种无色的液体,遇到空气能爆炸性自燃,生成二氧化硅固体和水。在室温下,10gSiH4自燃放出热量446kJ,请写出其燃烧的热化学方程式:___;
(4)SiH4的热稳定性不如CH4,其原因是___。
工业上硅铁可以用于冶镁。以煅白(CaO•MgO)为原料与硅铁(含硅75%的硅铁合金)混合,置于密闭设备中于1200℃发生反应:2(CaO•MgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)
(5)常温下镁的还原性强于硅。上述方法能够获得镁的原因是:___。
(6)若上述反应在容积为aL的密闭容器中发生,一定能说明反应已达平衡的是___(选填编号)。
a.反应物不再转化为生成物
b.炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变
c.反应放出的总热量不再改变
d.单位时间内,n(CaO•MgO)消耗:n(Ca2SiO4)生成=2:1
若bg煅白经tmin反应后转化率达70%,该时段内Mg的生成速率是___。
8、工业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水(含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物)联合利用电子工业废料[含SiO2和Cu2(OH)2CO3]回收铜的工艺设计。回答下列问题:
(1)初沉加入的试剂是明矾,写出参与净水的离子的水解方程式:______________________。
(2)固体X的成分是__________,反应Ⅰ的化学反应方程式____________________________。
(3)试剂Y为__________,加快反应Ⅱ速率的措施有__________________(任写一条)。
(4)反应Ⅲ的离子方程式为________________________________________。
(5)硅胶在生活与生产中用途广泛,写出其中一种用途:_______________________。
9、氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。以钡矿粉(主要成份为BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质)制备氟化钡的流程如下:
已知:常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:3.4、12.4。
(1)滤渣A的化学式为_____
(2)滤液1加H2O2氧化过程主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)加20%NaOH溶液调节pH=12.5,得到滤渣C的主要成分是____________________。
(4)滤液3加入盐酸酸化后再经_____、冷却结晶、_______、洗涤,真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O晶体。
(5)常温下,用BaCl2·2H2O配制成0.2mol/L水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应,可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式__________________。己知Ksp(BaF2)=1.84×10-7,当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10-5L),至少需要的氟离子浓度是_____ mol/L (结果保留三位有效数字)。(己知=1.36)
(6)己知:Ksp (BaCO3 =2.58×10-9,Ksp (BaSO4)=1.07×10-10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠混合液中,当BaCO3开始沉淀时,溶液中 =_______。(结果保留三位有效数字)
10、CuSO4在印染、农药等方面有广泛应用。某兴趣小组制备CuSO4流程如下:
已知:①CuSO4·5H2O易溶于水,难溶于乙醇,45℃开始逐渐失去结晶水。
②金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围如表所示。
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Fe3+ | 1.5 | 2.8 |
Fe2+ | 5.5 | 8.3 |
Cu2+ | 5.4 | 6.9 |
请回答:
(1)下列说法正确的是_______。
A.在灼烧前,铜屑表面少量的油污必须除去
B.步骤IV,趁热过滤的目的是为了防止CuSO4·5H2O晶体因降温而析出
C.步骤V,可选用95%乙醇洗涤CuSO4·5H2O
D.步骤VI,加热脱水后的坩埚应放置在石棉网上冷却
(2)步骤I,称取一定量铜屑置于坩埚中灼烧并不断用玻璃棒进行搅拌。如图所示,灼烧时间超过35min,Cu浸出率(即浸出的Cu2+占铜屑的质量比)不再增加,原因是_______。
(3)步骤III操作中
①H2O2也可用稀硝酸代替,但存在明显的缺点,主要缺点是_______和_______。
②实验中选用CuO对溶液pH进行调节,控制溶液的pH=3.3~4.3的理由是_______。
(4)步骤VI,将CuSO4·5H2O置于坩埚中加热脱水,得到CuSO4.该兴趣小组用分光光度法通过绘制标准曲线测定未知CuSO4溶液的浓度,从而测定CuSO4纯度(CuSO4溶液的吸光度与其浓度成正比例,实验时需称取一定量固体溶于稀硫酸配成待测液)。
①请给出下列操作的正确排序:____→____→____→a→____→数据处理
a.配制待测液
b.配制一系列浓度的CuSO4标准溶液
c.绘制标准曲线
d.测定吸光度
②分光光度法测得产品中CuSO4的纯度偏高,则产品中可能混有的物质是_______。
11、25℃时,醋酸电离平衡常数,
溶液与
溶液混合均匀(混合后溶液体积不变)。请计算:
(1)求混合液的_______(保留2位有效数字,下同)。
(2)向混合液中加0.10mL(2滴)盐酸,求此时溶液中
_______
。(写出计算过程)
12、近期,《自然杂志》刊登了一种用阳光和空气生产燃料的实验系统,该研究或为生产碳中和的碳氢燃料铺平道路。回答下列问题:
(1)该系统由三个关键单元组成:一、直接空气捕获装置,从空气中提取CO2、H2O;二、太阳能氧化还原装置,利用太阳能将CO2、H2O转换成合成气(CO、H2)及O2;三、气转装置,将合成气转化为液态烃或CH3OH。
①该系统工作时,关键单元二的能量转化方式为____,该反应中反应物的总能量____(填“大于”或“小于”生成物的总能量。
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=____kJ·mol-1,可能用到的键能如表。
化学键 | C-H | C-C | C=O | C=C | H-H | C-O | C≡O | O-H |
键能/kJ·mol-1 | 414.2 | 345.6 | 803.0 | 610.0 | 436.0 | 357.7 | 1071.9 | 498.7 |
(2)在绝热恒容的密闭容器(体积为2L)中充入4molH2和1molCO,在催化剂m的作用下合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。反应速率及温度与时间的关系如图所示。
①曲线L1是____与时间关系的曲线。
②t1~t2正反应速率增大的原因是____(填字母)。
a.温度升高
b.反应物浓度增大
c.催化剂m活性增加
③M点时CO与H2物质的量之比为2:9,该反应前10min的平均反应速率v(H2)=____mol·L-1·min-1。
(3)在恒容(体积为1L)密闭容器中充入4molH2和2molCO,在催化剂n的作用下发生反应:
i.4H2(g)+2CO(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH;
ii.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。
平衡时CO的转化率及CH3OH的选择性与时间的关系如图所示(Y1、Y2分别代表CO转化率、CH3OH的选择性=×100%。
①在一定范围内温度增加,CH3OH的选择性____(填“变大”或“变小”)。.
②温度为T1时“反应i”的平衡常数Kc=____。
13、NiC2O4·2H2O主要用于生产镍催化剂,也可用于生产超细氧化镍。从某含镍废渣(主要含Ni、NiO、Fe2O3,还含有少量油脂、Mn2O3等)制备NiC2O4·2H2O的工艺流程如下:
已知:①酸浸后溶液中金属离子有Ni2+、Mn2+、Fe3+;本流程中,Ni2+不被氧化。
②在pH=5时,KMnO4的还原产物为MnO2;
③常温时,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,Ksp[Mn(OH)2]=4.0×10-14,溶液中离子的浓度小于1×10-5认为已除尽;
④Ni2++H2Y2-=[NiY]2-+2H+;紫脲酸胺:紫色试剂,遇Ni2+显橙黄色。
回答下列问题:
(1)“碱洗”工序中,加入Na2CO3溶液后应加热煮沸5min,煮沸的目的为_______。
(2)“酸浸”工序中Mn2O3发生反应的化学方程式为_______。
(3)滤渣I的主要成分为_______(填化学式),该物质中的金属阳离子在溶液中的残留浓度为_______mol·L-1。
(4)“净化”工序中加入KMnO4溶液时发生反应的离子方程式为_______。
(5)“沉镍”工序中,与选用Na2C2O4溶液相比,选用等浓度的(NH4)2C2O4溶液会大大降低产品中的氢氧化镍杂质含量,原因为_______。
(6)测定NiC2O4·2H2O产品中镍元素的含量:取2.500g样品,用硫酸溶解后配成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中进行滴定,滴入几滴紫脲酸胺指示剂,用浓度为0.1000mol/L的Na2H2Y溶液进行滴定,达到滴定终点时消耗Na2H2Y溶液的体积12.50mL。达到滴定终点的实验现象为_______,NiC2O4·2H2O产品中镍元素的含量为_______%。