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、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2捕获与CO2重整是CO2利用的研究热点。其中CH4与CO2重整反应体系主要涉及以下反应:
a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
c.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3
d.2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4
e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=_______(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2会进一步和水反应,发生电离:
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+
(aq)
25°C时,反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为ymol·L-1kPa-1,当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为_______mol·L-1(写出表达式,考虑水的电离,忽略的电离)。
(4)105°C时,将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa.保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于_______kPa。
(5)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为_______(写离子符号);若所得溶液c():c(
)=2:1,溶液pH=_______。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(6)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是_______。
3、氮化铝(AlN)是一种新型非金属材料,室温下能缓慢水解。可由铝粉在氮气氛围中1700℃合成,产物为白色到灰蓝色粉末。某小组探究在实验室制备AlN并测定产品纯度,设计实验如下。请回答:
(一)制备AlN
(1)按气流由左向右的方向,上述装置的正确连接顺序为j→__________________→i(填仪器接口字母编号)。
(2)实验时,以空气为原料制备AlN。装置A中还原铁粉的作用为________________,装置B中试剂X为_____________________。
(二)测定产品纯度
取m g的产品,用以下装置测定产品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
已知:AlN + NaOH + H2O = NaAlO2 + NH3↑
(3)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先_________________________________,加入实验药品。接下来的实验操作是关闭______________________________并打开______________,再打开分液漏斗活塞加入足量NaOH浓溶液后关闭,至不再产生气体。再______________,通入氮气一段时间,测定装置III反应前后的质量变化为n g。
(4)实验结束后,计算产品中AlN的纯度为___________﹪(用含m、n的代数式表示)。
(5)上述实验的设计仍然存在缺陷,你认为可能的缺陷及会导致的测定结果____________(用 “偏高”、“偏低”描述)如何______________________________________________________。
4、硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的能溶于水的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4 制备路线如下:
查阅资料:
I.酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化。
Ⅱ.SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)C1]。
回答下列问题:
(1)操作I的步骤为_____________________、过滤、洗涤、干燥。过滤后滤液仍混浊的原因是(除滤纸破损,所有仪器均洗涤干净)__________________________、__________________________.
(2)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请结合必要的化学方程式及化学反应原理解释原因:
_________________________________________________
(3)加入锡粉的作用有两个:①调节溶液pH;②_____________________。
(4)SnS04还可在酸性条件下用作双氧水的去除剂,发生反应的离子方程式是______________________________________。
(5)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应):取质量为m g的锡粉溶于稀硫酸中,向生成的SnSO4中加入过量的Fe2(SO4)3溶液,用物质的量浓度为c mol/L的K2Cr207标准溶液滴定生成的Fe2+,共用去K2Cr207溶液的体积为V L。 则锡粉中锡的质量分数是_______________。(Sn的摩尔质量为M g/mol,用含m、c、V、M的代数式表示)
5、硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3 、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为________________。
(2)Na2B4O7易溶于水,也较易发生水解:B4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-,(硼酸在常温下溶解度较小)。写出加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式:_________________________________。
(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式_________________。
(4)加入MgO的目的是_____________________。
(5)己知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度(℃) 溶解度(g) | 40 | 50 | 60 | 70 |
MgSO4 | 30.9 | 33.4 | 35.6 | 36.9 |
CaSO4 | 0.210 | 0.207 | 0.201 | 0.193 |
操作“A”是将MgSO4:和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明“操作A”步骤为____________________。
(6)Na2B4O7·10H2O失去全部结晶水后的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂——NaBH4”(该过程B的化合价不变)。
①写出NaBH4的电子式_____________。
②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力,其定义是:每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为_____(计算结果保留两位小数)。
③在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式_______________。
6、已知丙烯可发生如下的一系列反应,试回答:
(1)聚合物A的名称_____________,丙烯分子中共平面的原子数最多为_________个。
(2)指出反应类型:②__________________,④__________________________。
(3)写出①的化学方程式:_________________________________________。
7、下图为室温时不同pH下磷酸盐溶液中含磷微粒形态的分布,其中a、b、c三点对应的pH分别为2.12、7.21、11.31,其中δ表示含磷微粒的物质的量分数,下列说法正确的是______
A.2 mol H3PO4与3 mol NaOH反应后的溶液呈中性
B.NaOH溶液滴定Na2HPO4溶液时,无法用酚酞指示终点
C.H3PO4的二级电离常数的数量级为10−7
D.溶液中除OH−离子外,其他阴离子浓度相等时,溶液可能显酸性、中性或碱性
8、自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题:
(1)2010年和2012年,俄罗斯的杜布纳联合核研究所两次成功合成了超重元素,中文名为“石田”。元素
可由反应
得到,该反应________(填“是”或“不是”)化学反应。
的质子数为________。
(2)的同族元素F的一种化合物为
,若该化合物分子中的每个原子都达到8电子稳定结构,则
的电子式为________,该分子内存在的共价键类型有________。
(3)该族中的另一元素广泛存在于海水中,利用“膜”技术可以分离离子交换膜分为“阳膜”、“阴膜”、“单价阳膜”、“单价阴膜”、“双极性膜”等,单价阳膜允许+1价阳离子透过,单价阴膜允许-1价阴离子透过,双极性膜可将水解离为
和
,并实现其定向通过。BMSED电渗析技术可同步实现粗盐水中一二价盐的选择性分离和一价盐的酸碱制备,结构如图所示,指出膜名称:X是________、Z是________;阳极室的电极反应式为________。
9、热化学碘硫循环可用于大规模制氢气,HI分解和SO2水溶液还原I2均是其中的主要反应。回答下列问题:
(1)碘硫热化学循环中,SO2的水溶液还原I2的反应包括:SO2+I2+2H2O3H++HSO4- +2I- 、I-+I2
I3-。若起始时n(I2)=n(SO2)=1mo1,I- 、I3- 、H+ 、HSO4-的物质的量随(
)的变化如图所示:
图中表示的微粒:a为_____________,d为____________________。
(2)起始时 HI的物质的量为1mo1,总压强为0.1MPa下,发生反应 HI(g) H2(g)+
I2(g) 平衡时各物质的物质的量随温度变化如图所示:
①该反应的△H __________________ (“>”或“<”)0。
②600℃时,平衡分压p(I2)= ______MPa,反应的平衡常数Kp=_____________ (Kp为以分压表示的平衡常数)。
(3)反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应机理如下:
第一步:I22I(快速平衡)
第二步:I+H2H2I(快速平衡)
第三步:H2I+I 2HI (慢反应)
①第一步反应_____________ (填 “放出”或“吸收”)能量。
②只需一步完成的反应称为基元反应,基元反应如aA+dD = gG+hH 的速率方程,v= kca(A)•cd(D),k为常数;非基元反应由多个基元反应组成,非基元反应的速率方程可由反应机理推定。H2(g)与I2(g)反应生成 HI(g)的速率方程为v= ________(用含k1、k-1、k2…的代数式表示)。
10、苯甲酸乙酯(C9H10O2)是一种重要的有机合成中间体,有香味,广泛用于配制香水、香精和食品工业中。某兴趣小组设计制备苯甲酸乙酯的实验步骤如下:
①在250mL带有分水器的烧瓶中加入24.4g苯甲酸、50mL苯、18.4g乙醇和0.8g硫酸,按如图所示装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流至分水器无水分出来为止。
②将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,加入Na2CO3至溶液呈中性。分液后水层用乙醚萃取,然后合并至有机层,加入少量无水MgSO4固体,静置,过滤。
③对滤液进行蒸馏,低温蒸出乙醚和苯后,继续升温到一定温度后,即得约25.7mL产品。
实验原理、装置和有关数据如下:
∗苯甲酸在100℃会迅速升华。
回答下列问题:
(1)在该实验中,分离得到苯甲酸乙酯操作时必需的主要仪器是___(填入字母)。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.蒸馏烧瓶 D.直形冷凝管 E.蒸发皿 F.温度计
(2)步骤①中使用分水器不断分离水的目的是___。
(3)步骤③中蒸馏操作温度计的水银球位置应处在___,温度计的最大量程应为___。
A.100℃ B.150℃ C.200℃ D.250℃
(4)本实验中加入过量乙醇的目的是___。
(5)步骤②加入Na2CO3的作用是___。
(6)计算本实验的产率为___。
(7)步骤②若加入Na2CO3的量不足,最后蒸馏产品时蒸馏烧瓶瓶口内壁上有晶体附着,产生该现象的原因___。
11、硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。
(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:
已知反应中相关的化学键键能数据如下表:
①一定条件下,密闭容器中发生反应i,其中COS(g)的平衡转化率()与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)
②反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),发生反应ii,COS的平衡转化率为_____________。
(2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为________________________。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为________________________________。
(3)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。②Ksp(HgS)=_____________________。
12、金属铜在人类文明中有悠久的历史,火法炼铜是铜的主要冶炼方式。以硫化铜精矿(含有铁、砷等杂质)火法炼铜的工艺流程如下:
已知:①造锍(liǚ)熔炼和铜锍吹炼的温度均在1200左右,铜锍(
、FeS)的熔点为1000
左右。②熔炼渣中
,可以附着在熔剂表面。
请回答下列问题:
(1)造锍熔炼和铜锍吹炼均产生熔炼渣,熔炼渣中,易与液态铜锍形成浆状物从而难以分离。为顺利从铜锍中分离出熔炼渣,采取的措施是___________。
(2)在冶炼过程中通过造锍后制粗铜,并非直接由矿石制粗铜的原因___________。
(3)写出铜锍吹炼时发生反应的化学方程式___________。
(4)绿水青山就是金山银山,环境保护是每位化学研究者的义务。火法炼铜产生的废气烟尘通常含有三价砷元素(),三价砷元素的毒性是五价砷元素的60倍。通常采用氧化浸出液(含NaOH和NaClO)来处理烟尘用以降低毒性,该过程称为“烟尘除砷”。“烟尘除砷”反应的化学方程式为___________。“烟尘除砷”所用的氧化浸出液通常使用余氯吸收废液来替代,原因为___________。
(5)合理的反应条件是工业生产的重要问题,烟尘中三价砷的去除率与氧化浸出液中各反应成分的质量分数的关系如图所示,则氧化浸出液中各反应成分的最佳质量分数是___________。
13、NiCl2是一种重要催化剂。某科研小组以废弃催化剂(含Ni2+、Cu2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等)为原料,按下列流程回收NiCl2·6H2O晶体,回答下列问题。
已知:Ksp(CaF2)=4×10-11,Ksp(MgF2)=9×10-9
(1)滤渣1的成分主要是_______。
(2)若X为Cl2,则其发生的离子方程式是_______。若用H2O2代替Cl2,试剂Y的使用量会减少,原因是_______。
(3)氟化除杂时要保证完全除去Ca2+和Mg2+(离子浓度≤10-5mol/L),滤液3中c(F-)不小于_______mol/L。
(4)实际生产中,产生的滤渣均需进行洗涤,并将洗涤液与滤液合并,此操作的目的是_______。操作A为_______、冷却结晶、过滤、洗涤。
(5)将所得NiCl2·6H2O与SOCI2混合加热可制备无水 NiCl2,反应的方程式为_______。
(6)产品中镍的质量分数[ω(Ni)]测定:准确称取0.3000g产品于锥形瓶内,依次加入25 mL水、0.5g氟化钠、10 mL氨性缓冲溶液、约0.1g紫脲酸铵指示剂,摇匀,用0.0500 mol/L的 EDTA(Na2H2Y)标准液滴定至试液呈紫红色为终点,消耗标准液体积22.40mL,反应为Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+,则样品中ω(Ni)为_______(保留两位有效数字)。