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、我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品味的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出。该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法。
I.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有SO42-生成.
①该反应的离子方程式为____________。
②该反应在25-50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因为____________。
Ⅱ.配位浸出
反应原理为:CuFeS2+NH3•H2O+O2+OH-→Cu(NH3)O42++Fe2O3+SO42-+H2O(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施有____________(至少写出两点).
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4C1,构成NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液.某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:25℃时,向amol/L的氨水中缓慢加入等体积0.02mol/L的NH4C1溶液,平衡时溶液呈中性.则NH3·H2O的电离常数Kb=____________(用含a的代数式表示);滴加NH4C1溶液的过程中水的电离平衡____________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
Ⅲ.生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示。
(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有____________(填化学式),微生物参与的离子反应方程式为____________(任写一个)。
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终 全部转化为Fe3+,当有2mol SO42-生成时,理论上消耗O2的物质的量为____________。
3、氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,硫碘循环制氢主要的热化学方程式为:
Ⅰ.SO2(g)+2H2O(l)+I2(g)=H2SO4 (l)+2HI(g) △H=35.9 kJ/mol
Ⅱ.2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=470kJ/mol
Ⅲ.2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H=14.9kJ/mol
(1)反应2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)的△H= mol·L-1。
(2)反应Ⅰ在液相中发生称为bensun反应,向水中加入1mol SO2和3mol I2,在不同温度下恰好完全反应生成的n(SO42-)和n(Ix-)的变化见图甲。
①Ix-中x= 。②温度达到120℃时,该反应不发生的原因是 。
(3)反应Ⅲ是在图乙中进行,其中的高分子膜只允许产物通过,高分子膜能使反应程度 ___ (填“增大”、“减小”或“不变”),在该装置中为了进一步增大达平衡时HI的分解率;不考虑温度的影响,还可以采取的措施为 。
(4)图丙是一种制备H2的方法,装置中的MEA为允许质子通过的电解质膜。
①写出阳极电极的反应式: 。
②电解产生的氢气可以用镁铝合金(Mg17Al12)来储存,合金吸氢后得到仅含一种金属的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)和一种金属单质,该反应的化学方程式为 。
4、KBr可用于光谱分析和化学分析等。
(1)制备KBr的一种方法如下:80℃时,向溶有CO(NH2)2的KOH溶液中缓慢加入Br2,至pH为6~7时反应完全,生成CO2、N2等。该反应的化学方程式为_____。
(2)KBr可用于测定苯酚(C6H5OH)样品的纯度,方法如下:取0.5000g苯酚试样,用NaOH溶液溶解后定容成250.00mL溶液;移取25.00mL该溶液,加入25.00mL0.03000mol•L﹣1的KBrO3(含过量KBr)标准溶液,然后加入足量盐酸,充分反应后再加足量KI溶液,充分反应;用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入指示剂,继续滴定至终点,用去16.20mL。测定过程中物质的转化关系如下:
①加入的指示剂为_____。
②计算苯酚样品的纯度(写出计算过程)_____。
5、废气中的H2S通过高温热分解可制取氢气:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。现在3L密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
(1)某温度时,测得反应体系中有气体1.3lmol,反应1 min后,测得气体为l.37mol,则tmin 内H2的生成速率为___________。
(2)某温度时,H2S的转化率达到最大值的依据是_____________(选填编号)。
a.气体的压强不发生变化 b.气体的密度不发生变化
c.不发生变化 d.单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多
(3)实验结果如下图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为_____反应(填“放热”或“吸热”)。曲线b随温度的升高,向曲线a通近的原因是_________。在容器体积不变的情况下,如果要提高H2的体积分数,可采取的一种措施是________。
(4)使1LH2S与20L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温,混合气体的体积是______L 。若2gH2S完全燃烧后生成二氧化硫和水蒸气,同时放出29.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是__________________。
6、以碳酸镁(含少量)为原料制取硫酸镁晶体,并测定
含量:将原料完全溶于一定量的稀硫酸中,加足量的
后用
调节溶液的
,静置后过滤,除去滤渣,将滤液结晶得硫酸镁晶体。
(1)的稀硫酸至少能溶解原料的质量为______。
(2)加调节
促进
水解,写出总反应的离子方程式为______。
(3)已知:,
。室温下,若溶液中
,欲使溶液中的
,需调节溶液
范围为______。
(4)常采用下列方法测定结晶硫酸镁中的含量:
已知:①在为9~10时,
、
均能与
形成配合物
②在为5~6时,
除了与
反应,还能将
与
形成的配合物中的
“置换”出来:
步骤1:准确称取得到的硫酸镁晶体加入过量的
,配成
在9~10之间溶液
步骤2:准确移取溶液
于锥形瓶中,用
标准溶液滴定,滴定到终点,消耗标准溶液的体积为
步骤3:准确移取溶液
于另一只锥形瓶中,调节
在5~6;用
标准溶液滴定,滴定至终点,消耗
标准溶液的体积为
。
计算该结晶硫酸镁中的质量分数(请给出计算过程)。____________。
7、汽车尾气脱硝脱碳主要原理为: 。一定条件下密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
完成下列填空:
(1)写出该反应的平衡常数表达式:__________________。
(2)前2s内的氮气的平均反应速率是: =___________
;
达到平衡时,CO的转化率为_______________。
(3)工业上常采用“低温臭氧氧化脱硫脱硝”技术来同时吸收和氮的氧化物气体(
),以获得
的稀溶液。在此溶液中,水的电离程度是受到了_________(填“促进”、“抑制”或“没有影响”);若往
溶液中再加入少量稀盐酸,则
值将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如果向溶液中通入足量
气体,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,则会生成白色沉淀。用平衡移动原理解释上述现象。_________________________。
(5)向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量气体,会立即看到白色沉淀,该沉淀的化学式为_________;原可溶性钡盐可能是_________________。
8、CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法.
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇.
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1
CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-764.6 kJ·mol-1
请写出CO与H2合成甲醇蒸汽的热化学方程式____________________
(2)一定条件下,在溶剂为VL的密闭容器中充入a molCO与2a molH2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示.
①该反应在A点的平衡常数K=_________________(用a和V表示)
②下列能说明反应达到平衡状态的是_____
A.v(CO)=v(H2) B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D. c(CO)=c(H2)
③写出能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施_____________________________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(3)原电池原理:该小组设计的原理示意图如左下图,写出该电池负极的电极反应式______。
(4)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式________________。
(5)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为________________________________(已知25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)
9、砷(As)是第四周期第V A族元素,用化学用语回答问题:
(1)砷的最高价氧化物对应的水化物化学式是 _________,气态氢化物的稳定性ASH3________(填写“大于”或“小于”)NH3。
(2)砷在自然界中主要以硫化物形式(如雄黄As4S4、雌黄As2S3等)存在。雄黄和雌黄的转换关系如图1所示:
①气体物质a是 _____________(填化学式)。
②第I步反应的离子方程式是_________________________________。
(3)Na2HAsO3溶液呈碱性,原因是_______________(用离子方程式表示),该溶液中c(H2AsO3-)______ c(AsO33-) (填“>”、“<”或“=”)。
(4)某原电池装置如图2所示,电池总反应为AsO43-++2I-+H2O AsO33-+I2+ 2OH-。当P池中溶液由无色变蓝色时,正极上的电极反应式为_________;当电流计指针归中后向Q中加入一定量的NaOH,电流计指针反向偏转,此时P中的反应式是__________________。
10、[Co(NH3)6]Cl3(三氯六氨合钴)是一种重要的化工产品,常用于合成其它Co(Ⅲ)配合物。以下是一种制备三氯六氨合钴的实验方法,回答下列问题:
I.氯化钴的制备
已知氯化钴(CoCl2)易潮解,Co(Ⅲ)的氧化性强于Cl2,可用高熔点金属钴与氯气反应制取。实验室提供下列装置进行组合(连接用橡胶管省略):
(1)盛放碱石灰的仪器名称是___________;用上图中的装置组合制备氯化钴,连接顺序为:A→___________。
(2)装置A产生氯气的化学方程式为___________。
(3)用正确的连接装置进行实验,D的作用是___________。
Ⅱ.三氯六氨合钴晶体的制备
(4)“氧化”应控温在60℃进行,控温方式可采取___________。“操作X”包括冷却结晶、过滤,并依次用少量冷的稀盐酸和无水乙醇对晶体进行洗涤,无水乙醇洗涤的目的是___________。
(5)制备[Co(NH3)6]Cl3总反应的化学方程式为___________。反应中活性炭的作用是___________(填标号)。
a.脱色剂 b.氧化剂 c.还原剂 d.催化剂
11、溶液与
锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为
,反应后最高温度为
。
已知:反应前后,溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为
,忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算:
(1)反应放出的热量_____J。
(2)反应的
______
(列式计算)。
12、西北工业大学曾华强课题组借用足球烯核心,成功实现了高效且选择性可精准定制的离子跨膜运输,如图甲所示。
已知:图甲中的有机物为“冠醚”,命名规则是“环上原子个数-冠醚-氧原子个数”。
请回答下列问题:
(1)基态Cs原子的价层电子排布式为___________。基态K原子的核外电子云有___________个伸展方向。
(2)运输Cs+的冠醚名称是___________。冠醚分子中氧原子的杂化类型是___________,冠醚与碱金属离子之间存在微弱的配位键,配位原子是___________(填元素符号)。
(3)几种冠醚与识别的碱金属离子的有关数据如下表所示:
冠醚 | 冠醚空腔直径/pm | 适合的粒子直径/pm |
12冠醚- 4 | 120~ 150 | Li+ (152) |
15 -冠醚-5 | 170~ 220 | Na+ (204) |
18 -冠醚- 6 | 260~ 320 | K+ (276) |
___________ | 340~ 430 | Rb+ (304) |
Cs+ (334) |
18-冠醚-6不能识别和运输Na+和Cs+的原因是___________。观察图甲,冠醚不能识别和运输X-的主要原因可能是___________。
(4)足球烯的结构如图乙所示。1mol足球烯含___________molσ键。
(5)铷晶胞为体心立方堆积,如图丙所示。
铷晶胞的原子空间利用率为___________(用含π的式子表示)。
(6)锂晶胞为六方最密堆积,如图丁所示。锂晶胞中底边长为a pm,高为b pm,设NA为阿伏伽德罗常数的值,则锂晶胞的密度为___________g· cm-3(用含字母的式子表示)。
13、硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)氨硼烷(H3NBH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷能溶于水,其原因是___。
②氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N—H…H—B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是___。
A.苯和三氯甲烷 B.LiH和HCN C.C2H4和C2H2 D.B2H6和NH3
③氨硼烷电池放电时的总反应为:H3NBH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。写出负极电极反应___。
(2)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式,图(a)为一种无限长单链状结构的多硼酸根,其化学式为___;图(b)为硼砂晶体中的阴离子,其中硼原子采取的杂化类型___。
(3)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图所示:
①该晶体中Na+的配位数为___。标注为“1”的Na+分数坐标为___。
②H3BO3分子中的O—B—O的键角___(填“大于”、“等于”或“小于”)BH中的H—B—H的键角。
③已知硼氢化钠晶体的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏伽德罗常数的值,则a=___(用含ρ、NA的代数式表示);
④若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体的化学式为__。