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、电镀废液中含有Cu2+、Mg2+、Ca2+、Ni2+和Fe3+,某专利申请用下列方法从该类废液中制备高纯度的铜粉。
已知导体和其接触的溶液的界面上会形成一定的电位差,被称作电极电位。如反应Cu2+(氧化态)+2e-=Cu(还原态)的标准电极电位表示为Cu2+/Cu=0.34,该值越大氧化态的氧化性越强,越小还原态的还原性越强。两个电对间的电极电位差别越大,二者之间的氧化还原反应越易发生。某些电对的电极电位如下表所示:
Fe3+/Fe2+ | Cu2+/Cu+ | Cu2+/Cu |
| Fe2+/Fe | Ni2+/Ni | Mg2+/Mg | Ca2+/Ca |
0.77 | 0.52 | 0.34 | 0.17 | -0.44 | -0.23 | -2.38 | -2.76 |
回答下列问题:
(1)蒸发浓缩后的溶液中,Cu2+的物质的量浓度≥_______(结果保留两位小数)。分离固液混合物时,需要用真空抽滤的方法提高过滤的速度和效果,其原因是_______。
(2)溶液的氧化还原电位越高,其氧化能力同样越强。溶液的氧化还原电位,与溶液中离子等微粒的种类及其浓度相关,实验测得Cu2+与SO2反应体系的氧化还原电位与铜粉的回收率和纯度的关系如下表所示:
反应液的电位(mV) | 360 | 340 | 320 | 300 | 280 | 260 |
铜粉的回收率(%) | 86.5 | 90.2 | 95.6 | 97.2 | 97.3 | 97.4 |
产品的纯度(%) | 99.9 | 99.9 | 99.9 | 99.9 | 99.9 | 99.9 |
①由此可知,制备过程中进行电位检测时,要把溶液的氧化还原电位控制在_______mV左右。
②专利申请书指出,反应液的反应历程为Cu2+首先被还原为Cu+,Cu+再歧化为Cu和Cu2+。反应历程不是Cu2+直接被还原为Cu的原因是_______。反应生成Cu+的离子方程式是_______。
(3)废液2中含有的金属离子除Mg2+、Ca2+外还有_______。为了使这些离子均除去,使水得到进一步的净化,应该在调节溶液pH使其他杂质离子沉淀后,再使Ca2+转化为_______(填化学式)而除去。
3、聚乳酸)是一种新型生物降解材料,可用于包装食品。某化学兴趣小组利用化学解聚方法,由废旧聚乳酸餐盒制得高纯乳酸钙。
已知:乳酸是淡黄色黏性液体,与乙醇、水混溶;乳酸钙是白色粉末,溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。
I.废旧聚乳酸材料的解聚
①分别取一定量的NaOH、无水乙醇和白色聚乳酸餐盒碎片,装入锥形瓶,加热解聚;
②待反应完毕,向锥形瓶中加入少量浓盐酸,然后加热浓缩,得到淡黄色黏稠状液体和少量白色不溶物;
③往②中所得混合物加人20mL无水乙醇并搅拌均匀,静置、过滤,弃去白色不溶物。
(1)步骤①所用装置如图所示,其中冷凝管的作用是______.写出聚乳酸在碱性条件下解聚的化学方程式_________.
(2)步骤②中,加入浓盐酸的目的是_______.为避免浓缩过程发生暴沸,可以加入_______.
(3)步骤③加入20mL无水乙醇的作用是________.
II.乳酸钙的制备
④将氢氧化钙粉末分批加人③中所得滤液,控制最终溶液的pH约为7,过滤;
⑤取滤液于烧杯,冰水浴下剧烈搅拌,同时加人40mL物质X,析出白色固体;
⑥过滤,收集沉淀物,烘干,称重为5.8g.
(4)“控制最终溶液的pH约为7”时,需用蒸馏水润湿pH试纸后再测量溶液的pH,其原因是________.
(5)步骤⑤中,所加“物质X”可能是_________.
A.石灰水B.盐酸C.丙酮D.乳酸
(6)若步骤④所加氢氧化钙粉末的质量为2.1g,则该实验的产率=_________.(结果保留3位有效数字;M氢氧化钙=74 g·mo-1,M乳酸钙=218g·mol-1).
4、在空气中泄露的二氧化硫,会被氧化而形成硫酸雾或硫酸盐气溶胶,污染环境。工业上常用溶液吸收、活性炭还原等方法处理二氧化硫,以减小对空气的污染。
(1)写出用溶液吸收
的离子方程式____________。
(2)钠原子核外有______种能量不同的电子。写出硫原子最外层电子的轨道表示式____________。
(3)比
稳定,请用分子结构的知识简述其理由。__________________
5、实验室可利用SO2与Cl2在活性炭的催化下制取一种重要的有机合成试剂磺酰氯(SO2Cl2)。所用的反应装置如图所示(部分夹持装置省略)。已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇水能发生剧烈的水解反应,遇潮湿空气会产生白雾。
(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合价为__。
(2)仪器D的名称是___。
(3)乙、丙装置制取原料气Cl2与SO2。
①乙装置F中充满Cl2,则E中所盛放的溶液为___(填溶液的名称)。
②丙装置中试剂X、Y的组合最好是__。
A.98%浓硫酸+Cu B.70%H2SO4+Na2SO3 C.浓HNO3+Na2SO3
(4)上述装置的正确连接顺序为__、__、丁、__、__(用甲、乙、丙表示,可重复使用)__。
(5)B装置中从a口通入冷水的作用是__;C装置的作用是__。
(6)SO2Cl2遇水能发生剧烈的水解反应,会产生白雾,则SO2Cl2发生水解反应的化学方程式为__。
(7)若反应中消耗氯气的体积为1.12L(已转化为标准状况,SO2足量),最后通过蒸馏得到纯净的磺酰氯5.13g,则磺酰氯的产率为__(保留三位有效数字)。
6、回答下列问题:
(1)Na2S3的电子式____,N2H4的结构式____。
(2)NaCl溶液中加入乙醇会有白色固体析出,解释原因:___。
7、I按要求填空,括号内为有机物的结构简式或分子式
(1)有机物甲()中含氧官能团的名称是________________
(2)有机物乙(分子式为C3H6O3)可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取。纯净的乙为无色粘稠液体,易溶于水。乙的核磁共振氢谱如图,则乙的名称为______________
(3)有机物丙()的反式1,4-加成聚合反应产物的结构简式为______________
(4)已知为平面结构,则有机物丁(
)分子中最多有_____个原子在同一平面内
II化学式为C9H10O2的有机物有如下的转化关系:
已知:① F与FeCl3溶液能发生显色反应
②从G到H的反应中,H只有一种结构且能使溴水褪色。
③羟基与双键碳原子相连接时,不稳定,易发生转化:
请回答下列问题:
(5)写出物质D的名称_______________
(6)B→C的反应类型:_____________________________。G→H反应类型:__________________
(7)A生成D和E的化学方程式:_______________________。
(8)有机物B与银氨溶液反应的离子方程式________________________。
(9)写出由苯酚合成的合成路线流程图(无机试剂任选,要注明条件)_______
8、非金属元素在化学中具有重要地位,请回答下列问题:
(1)氧元素的第一电离能比同周期的相邻元素要小,理由________。
(2)元素X与硒(Se)同周期,且该周期中X元素原子核外未成对电子数最多,则X为_____(填元素符号),其基态原子的电子排布式为_______。
(3)臭齅排放的臭气主要成分为3-MBT-甲基2丁烯硫醇,结构简式为()1mol 3-MBT中含有
键数目为_______NA(NA为阿伏伽德罗常数的值)。该物质沸点低于(CH3)2C=CHCH2OH,主要原因是_______。
(4)PCl5是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子;熔体中P-Cl的键长只有198pm和206pm两种,试用电离方程式解释PCl5熔体能导电的原因_________,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为__________,该晶体的晶胞如图所示,立方体的晶胞边长为a pm,NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g/cm 3
9、某化学实验创新小组设计了如图所示的检验Cl2某些性质的一体化装置。下列有关描述错误的是______
A.浓盐酸滴到氯酸钾固体上反应的离子方程式为3Cl−++6H+
2Cl2↑+3H2O
B.无水氯化钙的作用是干燥Cl2,且干燥有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色
C.2处溶液出现白色沉淀,3处溶液变蓝,4处溶液变为橙色,三处现象均能说明了Cl2具有氧化性
D.5处溶液变为血红色,底座中溶液红色消失,氢氧化钠溶液的作用为吸收剩余的Cl2以防止污染
10、海淀黄庄某中学化学小组为探究的性质,进行了下列实验。
[实验一]探究的还原性,波波做了下列实验:
实验 | ⅰ | ⅱ | ⅲ |
实验操作 | |||
实验现象 | 无明显现象 | 通入 | 溶液迅速变成红棕色。两天后,溶液变浅绿色 |
(1)对比实验ⅰ与ⅱ,关于盐酸的作用,珊珊提出两个假设:
假设一:c(H+)增大,提高了的氧化性或
的还原性;
假设二: c(Cl-)增大,降低了还原产物的浓度,提高了的氧化性。
小雨设计实验方案,确认假设一不正确,实验方案是_______。
睿睿查阅资料:(白色沉淀)
。
设计实验方案,确认了假设二正确,实验方案是_______。
(2)写出ⅱ中反应的离子方程式_______。
(3)对比实验ⅱ与ⅲ,针对反应速率的差异,进行了以下探究:
瑛瑛进行理论预测:依据_______反应(写离子方程式),氧化性:,ⅲ的反应速率快于ⅱ的。
萌萌查阅资料:。
结合资料,解释实验ⅱ与ⅲ的速率差异_______。
[实验二]探究的氧化性,邹邹做了下列实验:
实验 | ⅳ | ⅴ | ⅵ |
实验操作 | |||
实验现象 | 无明显现象 | 光亮的紫红色铜片很快变暗,并有黑色沉淀生成,溶液变为棕色 | 无明显现象 |
(4)博博借助仪器检验黑色沉淀是,溶液中没有
。写出ⅴ中反应的离子方程式_______。
(5)反应ⅴ能发生,可能是因为Cu2S的生成提高了Cu的还原性或的氧化性,
的生成提高了Cu的还原性。对比实验ⅳ、ⅴ与ⅵ,昊昊得出结论:起主要作用的是_______。
通过以上实验,既有氧化性又有还原性,条件改变会影响其性质。
11、以下方法常用于对废水中的苯酚进行定量测定:取含苯酚废水,加过量溴水使苯酚完全反应,煮沸,再加入过量
溶液生成三溴苯酚,再用
标准溶液滴定至终点,消耗
溶液
.已知
(三溴苯酚)
.
和
溶液颜色均为无色.
(1)消耗的物质的量为________.
(2)废水中苯酚的物质的量浓度为_______(写出简要计算过程).
12、我国2020年颁布的能源法中,首次将氢能纳入能源定义。在工业市场中,甲烷水蒸气重整制氢是目前工业制氢最为成熟的方法,被广泛应用于氢气的工业生产。甲烷水蒸气重整反应体系中主要存在的反应方程式有:
反应1:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206 kJ/mol
反应2:CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ∆H2
反应3:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H3=-41 kJ/mol
(1)∆H2=_______kJ/mol。
(2)反应1在_______下自发进行(填“高温”,“低温”或“任意温度”)。
(3)一定温度下,向某容积为1L的恒容容器中充入1 mol CH4(g)和3 mol H2O(g),发生上述反应,t min后反应达到平衡。达到平衡时,容器中CO为m mol,CO2为n mol。
①t min内CH4的消耗速率为_______mol·L-1·min-1。(用含m,n,t的代数式表示,下同)。反应1的平衡常数Kc=_______mol2/L2。
②保持容器体积和投料量不变,分别在1MPa和5MPa下进行上述反应,测得容器中CO和CH4的含量随温度的变化如下图所示。
5MPa时,表示CO和CH4平衡组成随温度变化关系的曲线分别是_______和_______。X点平衡组成含量高于Y点的原因是_______。
(4)关于甲烷水蒸气重整制氢,下列说法正确的是_______。
A.甲烷水蒸气重整反应是可逆、强吸热的,因此工业生产中反应的温度越高越好
B.反应中水碳比n(H2O)/n(CH4)越高,CH4的转化率越高,因此生产中一般适当提高水碳比
C.反应过程中可以向转化炉内通入空气或氧气,为甲烷的进一步转化提供能量
D.降低压强有利于CH4转化为H2,因此生产中应适当降低压强
13、研究柴油车尾气中的催化转化具有重要意义。
(1)尿素水溶液与柴油车尾气在高温下混合后,尿素分解生成
和CHON,在催化剂作用下,CHON与
反应生成
和
。画出CHON的结构式:__________。
(2)在催化剂作用下,将柴油车尾气中的
选择性还原为
的过程称为
脱硝.当柴油车尾气中
时,会发生快速
脱硝反应。
①写出快速脱硝反应的化学方程式:______________。
②控制其他条件相同,将与表所示的气体充分混合后分别匀速通入如图-1所示的反应器中反应,测得A组
的脱除率明显低于B组,其可能原因是___________。(该温度下
与
不发生反应)
| 混合气体物质的量 |
A组 |
|
B组 |
|
③二氧化铈作为一种SCR脱硝催化剂,能在
和
之间改变氧化状态,将NO氧化为
,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物
。铈氧化物发生的可能变化如图-2所示。当
氧化标况下
后,生成新的铈氧化物中
、
、
的最简整数比为____________。
(3)科学家研究了晶面上的
反应过程:该过程如图-3所示。
与
形成能提供质子的酸性位,
吸附在酸性位上生成中间体X,NO与X反应生成不稳定的过渡态物质,随后分解生成
和
。
①画出图中虚线框内X的结构:____________。
②烟气中的少量会增大催化剂活性,但
量过多会大大降低催化剂的活性.其可能原因分别是_____________。