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、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。
3、重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下,请回答下列问题:
(1)以上工艺流程所涉及元素中属于过渡元素的有________,铁在周期表中的位置是第______周期______族。
(2)在反应器①中,有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为NaFeO2,杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式:_________________。
(3)NaFeO2能发生强烈水解,在步骤②中生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:_________________。
(4)流程④中酸化所用的酸和流程⑤中所用的某种盐最合适的是____________(填字母)。
A.盐酸和氯化钾 B.硫酸和氯化钾 C.硫酸和硫酸锌 D.次氯酸和次氯酸钾
酸化时,CrO转化为Cr2O
,写出平衡转化的离子方程式:________________。
(5)水溶液中的H+是以H3O+的形式存在,H3O+的电子式为_____________。
(6)简要叙述操作③的目的:________________。
4、回答下列问题:
(1)已知以下三种物质熔融状态下均不能导电,熔点数据如下:
| 氮化硼(BN) | 单质硼(B) | 氯化铝(AlCl3) |
熔点/ ℃ | 2700 | 2573 | 194 |
请解释三种物质熔点依次减小的原因:___________。
(2)HF气体在25 ℃、80 ℃和90 ℃测得其摩尔质量分别为58.0 g·mol-1、20.6 g·mol-1和20.0 g·mol-1。则不同温度下摩尔质量不同的可能原因是___________。
5、碳氢化合物是重要的能源物质。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。己知:有关化学反应的能量变化如下图所示。
则相同条件下,反应C3H8(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=___ kJ·mol-1 。
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池正极反应式为________________。
(3)常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3) = 1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的平衡常数K1=__________。(结果保留2位有效数字)(己知10-5.60=2.5×10-6)
(4)用氨气制取尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H<0
某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2,该反应进行到40s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。
①理论上生产尿素的条件是______。(填选项编号)
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
②下列描述能说明反应达到平衡状态的是_____________。
A.反应混合物中CO2和H2O的物质的量之比为1:2
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗2a molNH3,同时生成a molH2O
D.保持温度和容积不变,混合气体的压强不随时间的变化而变化
③该温度下此反应平衡常数K的值为____________。
④图中的曲线I表示该反应在前25s内的反应进程中的NH3浓度变化.。在0~25s内该反应的平均反应速率v(CO2)=___________。
保持其它条件不变,只改变一种条件,图像变成II,则改变的条件可能是_______________。
6、二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为___________________________;向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为___________________极(填A或B)
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。
7、乙烯是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等化学产品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化学工业的一个重要研究课题,目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解的反应如下:
(Ⅰ)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1=+125kJ·mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H2=+177kJ·mol-1
(Ⅲ)2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H3=-211.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为_______kJ。
(2)在一绝热的恒容密闭容器中,通入一定量的C2H6发生反应(Ⅰ),反应过程中容器内压强(P)与时间(t)变化如图1所示,随着反应进行,a~b段压强减小的原因是_______。
(3)反应(Ⅱ)的Arrhenius经验公式实验数据如图2中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能Ea=_______kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
(4)乙烷氧气氧化裂解制乙烯,除发生反应(Ⅲ)之外,还发生副反应(Ⅳ):2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)。在800℃时用乙烷氧气氧化裂解制乙烯,乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比
的变化关系如图所示:
已知:C2H4的选择性=×100%
C2H4的收率=C2H6的转化率×C2H4的选择性
①控制=2而不采用选择性更高的
=3.5,除可防止积碳外,另一原因是_______;
<2时,
越小,乙烷的转化率越大,乙烯的选择性和收率越小的原因是_______。
②一定温度和压强为5.8pMPa条件下,将C2H6和O2按物质的量之比为2∶3通入密闭弹性容器中发生反应,平衡时,C2H4选择性为60%,C2H4的收率为48%。该温度下,反应2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)的Kp=_______(用含字母p的代数式表示,带单位。已知Kp是用反应体系中气体的分压来表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
8、下表是元素周期表前三周期,针对表中的①~⑧元素,回答下列问题:
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| ⑤ | ⑥ |
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① | ② |
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| ③ | ④ |
| ⑦ |
| ⑧ | ||
(1)元素④在周期表中的位置是________。
(2)在这些元素原子中,得电子能力最强的是______(填元素符号)。
(3)单质化学性质最不活泼的元素是______(填元素符号),元素②原子结构示意图为______。
(4)元素⑥、⑦形成的氢化物中,沸点高的是______(填化学式)。
(5)元素①的最高价氧化物对应的水化物所含化学键的类型是_______。
(6)元素⑤最简单的氢化物和最高价氧化物对应的水化物相互反应的产物是_______。
(7)写出元素③的单质与稀盐酸反应的离子方程式_______。
9、燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)如图所示,利用电化学原理将SO2 转化为重要化工原料C,若A为SO2,B为O2,则负极的电极反应式为:___________;
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-d kJ·mol-1。
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:____________________________;
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组om] | 温度℃ | 起始量/mol[ | 平衡量/mol | 达到平衡所需 时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验2条件下平衡常数K=________,该反应的ΔH________0 (填“>”或“<”)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则b/a 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol,则此时V逆 V正(填“<” ,“>” ,“=”)。
④判断该反应达到平衡的依据是________。
A.CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等 B.容器内气体压强保持不变
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
10、FeCl2是重要的媒染剂和污水处理剂。某校化学探究团队查阅有关资料,在实验室中用氯苯消氯法制备无水FeCl2,原理为:C6H5Cl+2FeCl3→2FeCl2+C6H4Cl2+HC1↑,装置如下图(夹持装置已略去)。
已知:
Ⅰ.FeCl2、FeCl3不溶于氯苯、二氯苯;
Ⅱ.C6H5Cl、C6H4Cl2二者互溶,不溶于水;沸点分别为132℃、173℃。
回答下列问题:。
(1)仪器a的名称为___________,该仪器___________(填“能”或“不能”)用于石油的分馏。
(2)该团队用3.25g FeCl3与过量氯苯反应,实验结束后将三颈烧瓶中的物质倒出,过滤、洗涤、干燥后得到粗产品,回收滤液中氯苯的方法为___________(填操作名称)。
(3)经讨论后,分为甲、乙两组用不同方法测定FeCl3的转化率。
①甲组:用0.40mol·L-1NaOH标准液滴定锥形瓶内的溶液,可选用的指示剂为___________;若终点时消耗18.50mL NaOH标准液,则FeCl3转化率为___________%。
②乙组:将粗产品制成250mL溶液,取出25.00mL,用0.0200mol·L-1标准KMnO4溶液滴定(己知:本实验条件下,C1-不参与反应:KMnO4还原产物为Mn2+)。达到滴定终点时的现象为___________,经平行实验测得平均消耗标准液16.00mL,则甲组测定结果___________(填“高于”或“低于”)乙组测定结果。
③某检测机构对粗产品进行测定,经数据分析测得FeC13的转化率为79.95%。与乙组和检测机构的测定结果对比,若无操作失误,甲组产生较大误差可能的原因为___________。
11、钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片,分别进行了以下实验操作:
①把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。
②取m g该粉末,放入28.00 mL 1 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,生成标准状况下的气体134.4 mL,向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。
③再取三份不同质量的粉末,分加加到相同体积(V)、物质的量浓度均为l0.00 mol/L的三份硝酸溶液中,充分反应后,固体全部溶解,有关的实验数据如下表所示(假设NO是硝酸的唯一还原产物):
实验序号
| Ⅰ
| Ⅱ
| Ⅲ
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加入粉末质量/g
| 13.68
| 27.36
| 34.20
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生成气体的体积(标准状况)/L
| 2.912
| 5.824
| 6.720
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完成下列各题:
(1)实验②所得溶液中的溶质是_______(写化学式),样品中n(Fe)∶n(Fe3O4)=________,m=____________。
(2)计算实验③中每份硝酸溶液的体积(V)(mL)_________。
(3)若向实验Ⅱ所得溶液中继续加入铜粉,要使溶液中Cu2十、Fe2+、Fe3+同时存在,求加入铜粉的物质的量的范围___________。
12、- Fe2O3粉体具有广泛的用途。工业上用黄钠铁矾渣[主要成分为Na2Fe6(SO4)4(OH)12,还含有Ni、Ba、Ca、Pb、Mg、Co等硫酸盐及SiO2]制备高纯度的
- Fe2O3粉体的工艺流程如下图所示:
已知:常温下,有关离子沉淀的pH和物质的溶度积常数分别如表1和如表2所示:
表1 有关离子沉淀的pH | |||||
离子 | Fe3+ | Fe2+ | Ni2+ | Co2+ | |
开始沉淀pH | 2.2 | 5.8 | 6.9 | 7.2 | |
完全沉淀pH(c =1.0×10−5 mol·L−1) | 3.2 | 8.3 | 8.9 | 9.2 | |
表2 物质的溶度积常数 | |||||
物质 | CoS | NiS | FeS | ||
Ksp | 3.0 × 10−26 | 1.42 × 10−24 | 3.7 × 10−19 | ||
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,无烟煤除了用作燃料以外,还用作_______。
(2)“酸浸”后,浸渣的主要成分有_______,能提高浸出率的措施有_______(任写两点即可)。
(3)“沉钙、镁”中,溶液的pH不宜太小或太大,应保持在5左右的原因是_______。
(4)“沉镍、钴”中,最先沉淀的离子是_______(填离子符号),若要将溶液中的镍和钴完全沉淀,溶液中的c(S2−)不低于_______ mol·L−1。
(5)“沉铁”中,发生反应的离子方程式为_______。
13、重铬酸钠是一种用途极广的强氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2或FeO·Cr2O3,还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备,其主要工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)①煅烧铬铁矿生成Na2CrO4的化学方程式为____。
②煅烧后的浸出液中除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外,还含有___(写化学式)。
(2)调节溶液的pH所选的试剂为___(填名称),写出生成Al(OH)3的化学方程式____。
(3)Na2CrO4溶液酸化时发生反应2(黄色)+2H+⇌
(橙红色)+H2O。
①该反应____氧化还原反应(填“是”或“不是”),反应的平衡常数表达式:K=___。
②若向Na2Cr2O7溶液(橙红色)中加入足量的NaOH固体,溶液____(填标号)
A.变黄色 B.颜色不变 C.变红色溶液
③已知:25℃时,Ag2CrO4的Ksp=1.12×10-12,Ag2Cr2O7的Ksp=2×10-7。25℃时,向Na2Cr2O7溶液中加入AgNO3溶液,生成砖红色沉淀,且溶液酸性增强,该沉淀的化学式是___。
(4)用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液生产重铬酸钾的反应为Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl,结合溶解度图回答,冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是___。
(5)加入Na2S溶液反应后,溶液b中硫元素全部以的形式存在,则该反应的离子方程式为_。
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