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、化合物C是一种合成药品的中间体,其合成路线为:
已知:
(1)写出中宮能团的名称_____________。
(2)写出反应①的化学方程式_________________。
(3)反成②属于_______反应(填有机反应类型)。
(4)D是比多一个碳的同系物,则满足下列条件的D的间分异构体共有______种,写出一种满足条件且含4种不同氢原+的同分异构体的结构简式 __________。
①显弱碱性,易被氧化 ②分子内含有苯环 ③能发生水解反应
(5)请你设计由A合成B的合成路线。 __________
提示:①合成过程中无机试剂任选;②合成路线表示方法示例如下:
3、化学学习活动小组学习了铁铜化合物知识后,查阅资料,积极思考,提出了一系列问题,请予以解答:
(1)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料,工业上常通过下列反应制备CuCl:
2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3=2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑
查阅资料可得,CuCl可以溶解在FeCl3溶液中,请写出该反应的离子方程式是___________;
(2) 已知:Cu2O在酸溶液中发生歧化反应:Cu2O+2H+=Cu2++Cu +H2O
现将一定量混合物(Fe2O3、Cu2O、CuCl、Fe)溶解于过量稀盐酸中,反应完全后,得到W(包括溶液和少量剩余固体),此时溶液中一定含有的阳离子_________________(用离子符号表示);继续往W中通入足量的氯气,不断搅拌,充分反应,溶液中哪些离子的物质的量一定有明显变化________________(用离子符号表示);不通入气体,改往W中加入过量铁粉,过滤,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2mol I-时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是_____________________。
4、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________。
5、可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是硫酸工业中非常重要的一个反应,因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。
(1)某温度下,使用V2O5进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),在保证O2(g)的浓度不变的条件下,增大容器的体积,平衡____(填字母代号)。
A.向正反应方向移动 B.不移动 C.向逆反应方向移动 D.无法确定
(2)使用V2O5催化该反应时,涉及到催化剂V2O5的热化学反应有:
①V2O5(s)+SO2(g)⇌V2O4(s)+SO3(g) ∆H1=+59.6kJ/mol
②2V2O4(s)+O2(g)⇌2V2O5(s) ∆H2=-314.4kJ/mol
向10L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1mol及一定量的O2,改变加入O2的量,在常温下反应一段时间后,测得容器中V2O4、V2O5、SO2和SO3的量随反应前加入O2的变化如图所示,图中没有生成SO3的可能原因是_________________。
(3)向一保持常压的密闭容器中加入V2O5(s)、SO2(g)各0.6mol,O2(g)0.3mol,此时容器的体积为10L,分别在T1、T2两种温度下进行反应,测得容器中SO2的转化率如图所示。
①T2时,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数K=________。
②下列说法正确的是_________。
A.T1<T2
B.若向该容器通入高温He(g)(不参加反应,高于T2),SO3的产率将减小,仅因为温度升高,平衡向逆方向移动
C.合成硫酸的设备中,在接触室合成SO3需要高压设备
D.依据反应装置所能承受的最高温度定为此反应温度
③在比T2更高的温度T3下,反应②平衡向左移动,生成更多的V2O4固体会覆盖在V2O5固体的表面上,该因素对反应①影响超过了温度因素的影响。请在图中画出在T3下,α(SO2)在0~t1时刻的变化图(0~t1时刻之间已经平衡)________。
6、钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸、碱腐蚀等优良性能,被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下:
(1)钛铁矿的主要成分为FeTiO3。控制电炉熔炼温度(<1500K),用等物质的量的碳还原出铁,而钛以二氧化钛的形式进入炉渣浮于熔融铁之上,使钛与铁分离,钛被富集。写出相关反应:
(2)已知氯化反应过程中会产生一种无色可燃性气体,请写出在1073—1273K下氯化反应的化学方程式:
(3)氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去。实际生产中常在409 K下用Cu还原VOCl3,反应物的物质的量之比为1:1,生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物,写出此反应方程式:
(4)TiCl4的还原通常在800oC的条件下进行,反应过程中通入氩气的目的是 ,试写出从还原产物中分离出海绵钛的步骤
(5)电解法冶炼钛的一种生产工艺是将TiO2与粉末与黏结剂混合后,压制成电解阴极板,用石墨作阳极,熔融氧化钙作电解质,电解过程中阳极生成O2和CO2气体,破碎洗涤阴极板即得到电解钛。试写出阴极反应方程式 。
7、某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN
Ⅱ.R—CNR—COOH
Ⅲ.(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 氧化 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。
8、A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物,A是单质。它们之间有如图反应关系:
(1)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。写出反应③的化学方程式:___。
(2)若A是太阳能电池用的光伏材料。C、D为钠盐,两种物质中除钠、氧外的元素位于同一主族,且溶液均显碱性。写出反应②的化学方程式:___。
(3)若D物质具有两性,反应②③均要用强碱溶液,反应④是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写出反应④的离子方程式:___。
(4)若A是应用最广泛的金属。反应④用到A,反应②⑤均用到同一种非金属单质。写出反应④的离子方程式:___。
9、工业制钛白粉产生的废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,可利用酸解法生产补血剂乳酸亚铁。其生产流程如下:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中电离为TiO2+和SO42-。请回答下列问题:
(1)写出TiOSO4水解生成钛酸H4TiO4的离子方程式__________________________。步骤①中加入足量铁屑的目的是______________。
(2)工业上由H4TiO4可制得钛白粉TiO2。TiO2直接电解还原法(剑桥法)生产钛 是一种较先进的方法,电解质为熔融的CaCl2,原理如图所示,阴极的电极反应为_______________。
(3)步骤②的离子方程式是____________________________,所得副产品主要 是__________(填化学式)。
(4)步骤④的结晶过程中必须控制一定的真空度,原因是_____________________。
(5)乳酸可由乙烯经下列步骤合成:
上述合成路线的总产率为60%,乳酸与碳酸亚铁反应转化为乳酸亚铁晶体的产率为90%,则生产468 kg乳酸亚铁晶体(M=234 g/mol)需要标准状况下的乙烯________m3。
10、无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡(熔点232℃)与Cl2反应制备SnCl4,某小组拟设计实验制备无水四氯化锡并探究其性质:
Ⅰ. 查阅资料,得知:
物理性质 | 化学性质 | |
SnCl2 | 熔点:246℃沸点652℃ | 较强的还原性 |
SnCl4 | 熔点:-33℃沸点114℃ | 遇水蒸气剧烈水解产生白雾,产物之一是 |
Ⅱ.设计实验,装置如图
回答下列问题;
(1)仪器 A 的名称是_______,导管 D的作用是_______。
(2)装置Ⅱ作用是除去氯气中的HCl,用平衡移动原理解释30%硫酸的作用_______。
(3)试剂 B的作用是_______。
(4)为防止产品中带入副产物 SnCl2,可采取的措施有_______。
(5)装置Ⅳ采用多孔耐高温泡沫的目的是_______。
(6)SnCl4遇氨气、水蒸气产生“浓白烟”,因此可用来制作烟幕弹。用化学方程式表示其原理_______。
Ⅲ.最后进行产品纯度测定:
(7)取wg SnCl4产品用足量蒸馏水吸收得到吸收液250mL。准确量取25.00mL吸收液于锥形瓶中,用cmol/L标准AgNO3溶液滴定至终点,滴定前读数为V1mL,终点读数为V2mL(杂质不参与反应),利用上述数据计算产品纯度为_______%(用含 w、c、 V1、V2的代数式表示)。
11、大气污染物中的氮氧化物可用NaOH吸收,发生如下反应:
请计算:
(1)若33.6mL(标况下)氮氧化物(只含NO和)与
恰好完全反应,则
_______。
(2)若与
混合,能与
溶液恰好完全反应全部转变成
,则
_______(写出计算过程)
12、碲(Te)凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料,并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。可从精炼铜的阳极泥中(主要成分为Cu2Te)回收碲,工艺流程如图:
(1)“焙烧”后,碲主要以TeO2形式存在,写出相应反应的化学方程式__。
(2)为了选择最佳的焙烧工艺,进行了温度和硫酸加入量的条件实验,结果如表所示:
温度/℃ | 硫酸加入量 (理论量倍数) | 浸出率/% | |
Cu | Te | ||
450 | 1.25 | 77.30 | 2.33 |
460 | 1.00 | 81.79 | 2.81 |
1.25 | 89.86 | 3.15 | |
1.50 | 92.31 | 7.70 | |
500 | 1.25 | 59.83 | 5.48 |
550 | 1.25 | 11.65 | 10.63 |
则实验中应选择的条件为__,原因为__。
(3)工艺(I)中,“还原”时发生的总的化学方程式为__。
(4)由于工艺(I)中“氧化”对溶液和物料条件要求高,有研究者采用工艺(II)获得碲。则“电积”过程中,阴极的电极反应式为__。
(5)工业生产中,滤渣2经硫酸酸浸后得滤液3和滤渣3。
①滤液3与滤液1合并,进入铜电积系统。该处理措施的优点为__。
②滤渣3中富含Au和Ag,可用__将其进行分离。
A.王水 B.稀硝酸 C.浓氢氧化钠溶液 D.浓盐酸
13、运用化学反应原理研究碳、硫、氮元素单质及化合物对缓解环境污染具有重要意义。
(1)有毒的CO与SO2气体在一定条件下可转化为S和无毒的CO2,已知S的燃烧热为296kJ·mol-1,CO的燃烧热为283kJ·mol-1,则CO和SO2转化为单质S(s)和CO2的热化学方程式为____。
(2)在容积为2L的恒容密闭容器中,充入2molCO和3molNO,在t℃下发生反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),起始压强为p0。实验测得N2(g)的物质的量随时间变化如图所示:
①从反应开始到3minCO2的平均反应速率v(CO2)=____(保留三位小数)。
②向平衡体系中再加入0.1molCO和0.1molCO2,平衡____(填“向正及应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
③t℃时、反应的分压平衡常数Kp=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)氨气催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前用应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术。在氮气足量的情况下,不同,不同温度对脱氮率的影响如图所示,从氮氧化物比例和温度这两个角度考虑,为达到最佳脱氮率所选择的条件是____。
(4)有毒的NO2和NO气体若被100mL0.2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,生成两种正盐,则标准状况下这两种气体的总体积为____mL。
(5)将CO、O2和熔融K2CO3制成燃料电池,其工作原理如图所示。石墨II为____(填“正”或“负”)极,石墨I的电极反应式为____。