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、Na2S又称臭碱、臭苏打,在生产、生活中有广泛应用。某化学兴趣小组在实验室制备、提纯硫化钠并探究其性质,测定硫化钠产品的纯度。
实验(一)制备并提纯硫化钠。
该化学兴趣小组在实验室模拟工业用煤粉还原法制备硫化钠,将芒硝(Na2SO4·10H2O)与过量的煤粉混合于800 ~ 1100°C高温下煅烧还原,生成物经冷却后用稀碱液热溶解、过滤,将滤液进行浓缩,再进行抽滤、洗涤、干燥,制得硫化钠产品。
(1)写出“高温还原”过程中的主要化学方程式:___________。
(2)抽滤又称减压过滤,相比普通过滤,抽滤的主要优点是___________。(答一条即可)
实验(二)探究硫化钠的性质。
(3)为了探究Na2S的还原性,该小组按如图装置进行实验。
接通K,发现电流表指针发生偏转,左侧烧杯中溶液颜色逐渐变浅。实验完毕后,该小组查阅资料后猜测,S2-被氧化为。设计实验验证:取出少量右侧烧杯中溶液于试管中,___________,则该猜测成立。写出正极的电极反应式___________。
实验(三)测定Na2S∙xH2O产品纯度。
称取wg产品溶于水,配制成250mL溶液,准确量取25. 00mL溶液于锥形瓶中,加入V1mLc1mol·L-1I2溶液(过量),过滤,滴几滴淀粉溶液,用c2 mol·L-1 Na2S2O3 标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2mL。
(4)滴定终点的现象是________。选择_________(填“酸”或“碱”)式滴定管量取I2溶液。
(5)滴定反应:Na2S+I2 =2NaI+S,I2 +2Na2S2O3 = Na2S4O6+ 2NaI。该产品含Na2S∙xH2O的质量分数为___________(用含x、 c1、c2、V1、V2、w的代数式表示)。假设其他操作都正确,滴定终点时俯视读数,测定结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
3、《梦溪笔谈》有记:馆阁新书净本有误书处,以雌黄涂之。在中国古代,雌黄经常用来修改错字。
(1)S在元素周期表中的位置是第_______周期、第ⅥA族。
(2)写出S的最高价氧化物对应的水化物的化学式:_______。
(3)S的非金属性强于P的,用原子结构解释原因:S和P在同一周期,原子核外电子层数相同,_______,原子半径S小于P,得电子能力S强于P。
(4)在元素周期表中,砷()位于第4周期,与P同主族。下列关于
的推断中,正确的是_______(填字母)。
a.原子的最外层电子数为5 b.原子半径: c.稳定性:
4、非金属硼的合金及其化合物有着广泛的用途。
(1)硼钢合金的硬度是普通钢材的 4 倍,其主要成分是铁。 画出基态铁原子的价电子排布图_____。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料,其分子中存在配位键, 则氨硼烷分子结构式为_____。写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_____(填化学式)。
(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如右图所示。
①1 mol H3BO3晶体中含有______mol 氢键。
②请从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因:__________。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如右图所示:
①该晶体中Na+的配位数为_____。
②H3BO3 分子中的 O—B—O 的键角_____(填“大于”、“等于”或“小于”) BH4-中的 H—B—H 的键角,判断依据是_____。
③已知硼氢化钠晶体的密度为 ρ g/cm3, 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_____。
5、现有下列10种物质:①Na2CO3 ②AlCl3 ③HCl ④NH4HCO3 ⑤C2H5OH ⑥Al ⑦食盐水 ⑧石墨 ⑨冰醋酸 ⑩二氧化碳
(1)上述物质中属于强电解质的是__;属于非电解质的是__;能导电的是__。(填序号)
(2)既能跟盐酸反应又能跟NaOH溶液反应的是__(填序号)。
6、(1)参考的结构示意图,画出
结构示意图___________。
(2)有机物和
互为同分异构体,但熔点
(-90℃)远低于
(240℃),可能的原因是___________。
7、MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节.某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下
(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的_____________(写化学式)转化为可溶性物质.
(2)第②步反应的离子方程式:_______________________
(3)流程中得到MnO2固体操作必需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、_______________。
(4)已知第③步蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还有含有_________(写化学式).其中用到Cl2的实验室制法的反应离子方程式:_______________________。
(5)若粗MnO2样品的质量为50.76g,第①步反应后,经过滤得到34.8g MnO2,并收集到0.896LCO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要____________ g NaClO3.[M (NaClO3)=106.5]
(6)第①步酸溶产生的CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。己知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s); ΔH=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CONH2)2(s)+H2O(g); ΔH=+116.5kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式______________。
8、镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成。
放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某学习小组对该电池电极材料进行回收研究。
已知 :①NiO2有强氧化性,可与浓盐酸反应;
②NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:
M(OH)n | Ksp | pH | |
开始沉淀 | 沉淀完全 | ||
Al(OH)3 | 2.0×10-32 | 4.1 | - |
Fe(OH)3 | 3.5×10-38 | 2.2 | 3.5 |
Fe(OH)2 | 1.0×10-15 | 7.5 | 9.5 |
Ni(OH)2 | 6.5×10-18 | 6.4 | 8.4 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为; ;
(2)维持电流强度为1.0A,消耗0.28gFe,理论电池工作 s。(已知F=96500C/mol)
(3)对该电池电极材料进行回收方案设计:
①方案中加入适量双氧水的目的是 ;在滤液I中慢慢加入NiO固体,则依次析出沉淀
和沉淀 (填化学式)。若两种沉淀都析出,pH应控制在不超过
(离子浓度小于1×10-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.4);设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案 。
②滤液III中溶质的主要成分是 (填化学式);气体I为 ,判断依据是 。
9、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。
10、FeCl3是重要的化工原料,无水氯化铁在300℃时升华,极易潮解。
I.制备无水氯化铁。
(1)A装置中发生反应的离子方程式为______________。
(2)装置的连接顺序为a→______________→j,k→______________(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)实验结束后,取少量F装置玻璃管中的固体加水溶解,经检测,发现溶液中含有Fe2+,可能原因为______________。
II.探究FeCl3与SO2的反应。
(4)已知反应体系中存在下列两种化学变化:
(i)Fe3+与SO2发生络合反应生成Fe(SO2)63+(红棕色);
(ii)Fe3+与SO2发生氧化还原反应,其离子方程式为______________。
(5)实验步骤如下,并补充完整。
步骤 | 现象 | 结论 |
①取5mL1mol·L-1FeCl3溶液于试管中,通入SO2至饱和。 | 溶液很快由黄色变为红棕色 |
|
②用激光笔照射步骤①中的红棕色液体。 | _______________ | 红棕色液体不是Fe(OH)3胶体 |
③将步骤①中的溶液静置。 | 1小时后,溶液逐渐变为浅绿色 |
|
④向步骤③中溶液加入2滴___________ 溶液(填化学式)。 | _______________ | 溶液中含有Fe2+ |
(6)从上述实验可知,反应(i)、(ii)的活化能大小关系是:E(i)________E(ii)(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常数大小关系是:K(i)__________K(ii)。
11、某课外兴趣小组成员为研究金属铜与强酸的反应 ,将6.4g铜粉分为两等份,进行了如下实验,请完成有关计算。
(1)取其中一份铜粉投入200mL氢离子浓度为 1mol•L-1 硫酸和硝酸混合液中,微热使反应充分完成后,生成一氧化氮气体448mL(标准状况)。则反应前混合溶液中硫酸的物质的量浓度为_________(写出计算过程)。
(2)用NaOH溶液吸收氮氧化物是防止NO2污染的一种方法。原理为2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O,NO + NO2 + 2NaOH=2NaNO2 + H2O。取另一份铜粉溶于过量的硝酸溶液,假设硝酸的还原产物只有一氧化氮和二氧化氮,生成的混合气体能被amol NaOH溶液完全吸收,试讨论a的取值范围:_____。
12、Mn2O3是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量Fe3O4、FeO、CoO、Al2O3)为原料制备Mn2O3的工艺流程如图。
已知:25℃时,相关物质的Ksp见表。
物质 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 | Co(OH)2 |
Ksp | 1×10-16.3 | 1×10-38.6 | 1×10-32.3 | 1×10-12.7 | 1.09×10-15 |
已知:氢氧化氧锰(MnOOH)难溶于水和碱性溶液。
(1)MnOOH中Mn的化合价为____价。
(2)向“沉淀池I”中加入MnO2,MnO2的作用是____;“滤渣2”的主要成分是____(填化学式)。
(3)MnSO4转化为MnOOH的离子方程式为____。
(4)MnSO4转化为MnOOH中“III.实验操作”包含过滤、洗涤、干燥。检验MnOOH是否洗涤干净,具体操作为____。
(5)高纯度的MnOOH转化为Mn2O3的化学方程式为____。
(6)在“沉淀池I”中,滴加氨水调节溶液的pH,使溶液中铝、铁元素完全沉淀,则理论上pH的最小值为____(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5mol·L-1时。可认为该离子沉淀完全)。
(7)铬是人体内微量元素之一,是重要的血糖调节剂。铬的一种氮化物晶体立方晶胞结构如图所示。A点分数坐标为(0,0,0),则B点分数坐标为____。已知r(N3-)=anm,r(Cr3+)=bnm,则AB间距离为____nm。
13、煤和石油等化石燃料燃烧产生的NOx是大气中氮氧化物的主要来源。选择性催化还原脱硝技术被证明是控制尾部烟气中NOx排放的最成熟有效的技术之一,并得到了广泛应用。
回答下列问题:
Ⅰ.在相同时间内,三种催化剂下NO的转化率、NO2浓度随温度变化如图1所示。空速(空速是指规定的条件下,单位时间单位体积催化剂处理的气体量)的大小直接决定了烟气在催化剂表面的停留时间和装置的烟气处理能力。催化剂能够适应较大的空速,就可以在保证足够高的脱硝效率的前提下提高催化剂处理烟气的能力。相同时间内MnCeZr催化剂在不同空速下NO的转化率随温度变化如图2所示。
(1)①根据两图分析,选取工业脱硝的最佳反应条件为______。
②350~400℃产生较多NO2的原因为______。
(2)通过改善催化剂的结构特性可以使脱硝效率得到提升.较低温度下,MnCeZr催化剂的脱硝效率高于CeZr催化剂,说明主要是______的存在改善了催化剂的低温活性.在MnCe催化剂X点正反应速率______(填“>”“<”或“=”)逆反应速率,说明理由:______。
Ⅱ.回答下列问题:
(3)氧气的添加可以使较低温度下催化剂的脱硝效率迅速提高,氧气会与未反应的氨气反应。
i.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H1;
ii.2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H2;
iii.2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) △H3;
iv.4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H4=_____。
(4)已知反应i和反应iv为竞争反应,若只考虑这两个反应,相同时间内,NH3出口/入口比值及出口NO、NO2浓度随温度变化如图3所示。体积为2L的恒容密闭容器中,NH3、O2均以4mol投料,250℃已达到平衡,则此时反应iv的平衡常数为______mol/L(列出计算式即可)。
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