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、磷是生物体中不可缺少的元素之一,它能形成多种化合物。
(1)基态磷原子中,电子占据的最高能层符号为___________;该能层能量最高的电子云在空间有___________个伸展方向,原子轨道呈__________形。
(2)磷元素与同周期相邻两元素相比,第一电离能由大到小的顺序为___________。
(3)单质磷与Cl2反应,可以生成PCl3和PCl5.其中各原子均满足8电子稳定结构的化合物中,P原子的杂化轨道类型为__________,其分子的空间构型为____________。
(4)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,如图为其晶胞,硼原子与磷原子最近的距离为acm。用Mg/mol表示磷化硼的摩尔质量,NA表示阿伏加德罗常数的值,则磷化硼晶体的密度为___________。
(5)H3PO4为三元中强酸,与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2],此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3+。基态Fe3+的核外电子排布式为__________;PO43-作为_________为Fe提供_________。
(6)磷酸盐分为直链多磷酸盐、支链状超磷酸盐和环状聚偏磷酸盐三类。某直链多磷酸钠的阴离子呈如图所示的无限单链状结构,其中磷氧四面体通过共用顶角氧原子相连。则该多磷酸钠的化学式为_______。
3、ClO2常温下为气体,具有强氧化性,易溶于水且不与水反应,可作为自来水的消毒剂与食品的漂白剂。ClO2可通过如下反应制备:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,将生成的混合气体通过装有亚氯酸钠(NaClO2)的干燥管,可将其中的Cl2转化为ClO2。
请回答:
(1)亚氯酸钠与氯气反应的化学方程式为__________________。
(2)请设计实验证明氯气已被亚氯酸钠完全吸收__________________。
4、以某含铜矿石[主要成分是FeCuSi3O13(OH)4,含少量SiO2、CaCO3]为原料制备CuSO4·5H2O的流程如下:
已知相关试剂成分和价格如下表所示:
请回答下列问题:
(1)含铜矿石粉碎的目的是_______。
(2)酸浸后的溶液中除了Cu2+外,还含有的金属阳离子是_______。
(3)固体1溶于NaOH溶液的离子方程式为__________。
(4)结合题中信息可知:所选用的试剂1的名称为_______;加入该试剂时,发生反应的离子方程式为_________。
(5)试剂2 可以选择下列物成中的______。滤渣2中一定含有的物质为______(填化学式)。
A. Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Fe
(6)CuSO4·5H2O用于电解精炼铜时,导线中通过9.632×103C的电量,测得阳极溶解的铜为16.0g。而电解质溶液(原溶液为1 L)中恰好无CuSO4,则理论上阴极质量增加_____g,原电解液中CuSO4的浓度为__ 。已知一个电子的电量为1.6×10-19C)
5、氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题:
(1)P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为 ,Fe3+比Fe2+稳定的原因是 。
(2)N、O、P三种元素第一电离能最大的是 ,电负性最大的是 。
(3)含氮化合物NH4SCN溶液是检验Fe3+的常用试剂,SCN-中C原子的杂化类型为 ,1mol SCN-中含π键的数目为 NA。
(4)某直链多磷酸钠的阴离子呈如图所示的无极单链状结构,其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连,则该多磷酸钠的化学式为 。
(5)FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同、其中Fe2+和Ni2+的离子半径分别为7.8×10-2nm、6.9×10-2nm,则熔点FeO NiO(填“<”、“>”或“=”)原因是 。
(6)磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞结构如图所示。P原子与B原子的最近距离为acm,则磷化硼晶胞的边长为 cm。(用含a的代数式表示)
6、氮及其化合物在自然界中存在循环,请回答下列问题:
(1)氮元素在周期表中的位置是_______,氮原子核外电子共占据_______个轨道,最外层有_______种不同能量的电子。
(2)氨气分子的空间构型为_______,氮的最高价氧化物对应水化物的酸性比磷酸的酸性_______(填“强”或者“弱”)。
(3)工业合成氨反应的化学平衡常数表达式为_______。一定条件下,在容积为2L的密闭容器中模拟该反应,测得10min时氮气为0.195mol,请计算0 ~ 10min的氨气的化学反应速率为_______。据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是_______(用文字表达)。
(4)工业上用氨水吸收SO2尾气,若最终得到(NH4)2SO4,则该溶液中c(NH)与c(SO
)之比_______2:1(选填“>”、“<”、“=”),请结合离子方程式解释其原因_______。
7、硼是一种奇特的元素,它来自超新星爆发和宇宙射线的散列辐射。
(1)写出BF3电子式___________,B与F形成共价键时,共用电子对偏向_____原子,判断依据是_________________。
(2)硼酸(H3BO3)在水中电离出阴离子[B(OH)4]-,请写出硼酸的电离方程式___________。
8、乙烯的产量是一个国家石油化工水平的重要标志,研究制备乙烯的原理具有重要的意义,科学家研究出各种制备乙烯的方法。
I.由乙烷直接脱氢或氧化脱氢制备,原理如下:
直接脱氢:
氧化脱氢:
(1)已知键能,
,生成1mol碳碳π键放出的能量为_______________kJ,从热力学角度比较直接脱氢和氧化脱氢,氧化脱氢法的优点为______________。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的和
,维持初始压强
,
,发生上述两个反应。2.5min时,
,
,则用
的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为_______
;反应一段时间后,
和
的消耗速率比小于2:1的原因为__________________。
II.利用乙炔和氢气催化加成制备乙烯,发生如下反应:
①
②
保持压强为20kPa条件下,按起始投料,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应①和②,测得不同温度下
和
的转化率如下图实线所示(图中虚线表示相同条件下平衡转化率随温度的变化)。
(3)表示转化率的曲线是_____________(填“m”或“n”)。
(4)随着温度的升高,m和n两条曲线都是先升高后降低,其原因是_______________。
(5)时,两种物质的转化率分别为0.75、0.5,反应①的平衡常数
__________
。
9、氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
10、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是一种漂白剂、脱氧剂和防腐剂。某研究小组对Na2S2O4的性质与制备进行了如下探究。
(1)测定0.05mol·L-1 Na2S2O4溶液在空气中pH的变化如图所示。
①写出0~t1段发生反应的化学方程式:_____。
②t2~t3段溶液的pH变小的原因是______。
(2)已知:S2O32-+2H+===SO2↑+S↓+H2O。Na2S2O4固体在隔绝空气的条件下加热至75℃以上完全分解得到Na2SO3、Na2S2O3和SO2,检验产物中是否含有Na2SO4,实验方法是__________。
(3)由工业废气制备Na2S2O4的实验原理如下:
①向装置Ⅱ中加入Ce4+的目的是________。
②写出装置Ⅲ中发生反应的离子方程式:________。
(4)由锌粉法制备Na2S2O4的实验装置如图所示。主要步骤如下:
步骤1:将SO2通入锌粉的水悬浮液中,于35~45℃下反应生成连二亚硫酸锌。
步骤2:加入过量烧碱溶液,于28~35 ℃下反应生成Na2S2O4和氢氧化锌悬浮溶液。
由上述实验进一步提纯得到Na2S2O4(s)的实验方案是取一定量的Na2S2O4和氢氧化锌悬浮溶液,______(实验中须使用的试剂有:氯化钠、乙醇;除常规仪器外须使用的仪器有:真空干燥箱)。
11、汽车尾气中CO、以及燃煤废气中的
都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。
氧化还原法消除
的转化如下所示:
反应Ⅰ为
,生成标准状况下
L
时,转移电子的物质的量是______
mol。
反应Ⅱ中,当
:
:2时,氧化产物与还原产物的质量比为______。
使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和
,转化过程中发生反应的化学方程式为
未配平
,若
,则方程式中
和
的化学计量数之比为______。
吸收
和NO,获得
和
产品的流程图如图所示
为铈元素
。
装置Ⅱ中,酸性条件下NO被氧化的产物主要是
和
,请写出生成等物质的量的
和
时的离子方程式:______。
已知进入装置Ⅳ的溶液中
的浓度为a
,要使1
该溶液中的
完全转化为
,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气______
用含a代数式表示,结果保留整数
。
12、自然界中锰是含量较高的元素,分布在海洋深处与地壳中,它有多种化合价,如KMnO4(Ⅶ)、K2MnO4(Ⅵ)、MnO2(Ⅳ)等具有氧化性,MnSO4(Ⅱ)等具有还原性。
(1)工业上常用锰酸钾溶液电解制备高锰酸钾,写出离子方程式___。
(2)某兴趣小组用KMnO4滴定法测定补铁剂乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe}中Fe2+含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数。
①结果测得产品的质量分数总是大于100%,其原因可能是___。
②在滴定的时候发现,一开始反应很慢,一段时间后,反应速率迅速加快,产生该现象的原因可能是___;验证的实验方法是___。
(3)地下水中往往铁锰元素含量超标,常以Fe2+、Mn2+形式存在,可用ClO2水溶液去除铁、锰元素。随ClO2浓度、pH的增加,铁锰去除率或浓度变化曲线如图:
已知:1.碱性越大,Mn2+越易被氧化为MnO2,MnO2水合物可吸附Mn2+
2.ClO2易溶于水,不与水反应,消毒中常用作杀菌剂并转化为Cl-,碱性会歧化为ClO和ClO
①ClO2投加1.2mg前后,去除铁锰情况如图的原因是___。
②pH6~8锰去除率增大,其原因是___。
13、二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注,其综合利用是目前研究的重要课题之一、回答下列问题:
(1)已知下列反应的正反应活化能(E1)逆反应活化能(E2)如表所示:
序号 | 化学反应 | E1/(kJ·mol-1) | E2/(kJ·mol-1) |
① | H2(g)+ | 685 | 970 |
② | 2CH3OH(1) + 3O2(g)=2CO2 (g) +4H2O (1) | 3526 | 4978 |
CO2与H2合成液态甲醇的热化学方程式为___________。
(2)一定温度下,在2L密闭容器中充入3 mol CO2和 6 mol H2,发生反应:CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g),测定H2的转化率[α(H2) ]随时间的变化如图所示:
①0~ 20 min内,用CH3OH的浓度变化表示的平均 反应速率:v(CH3OH)=___________ mol·L-1·min-1。
②该温度下,反应的平衡常数K=___________ (结果保 留两位小数)。
③若在上述平衡状态下,再向容器中充入1mol CO2和lmolH2O(g),则反应速率 v(正)___v(逆) (填“>”“< “或“= “)。
(3)科学家提出利用CO2与CH4制备合成气: CO2(g) +CH4(g) 2CO(g)+ 2H2(g)。在体积均为2L的密闭容器甲和乙中,分别充入1 molCO2和1 mol CH4、2 mol CO2和2 mol CH4,在相同温度下达到平衡状态时,CO2的转化率:α(甲)___________α(乙)(填“>”“<“或“=” ,下同),达到平衡所需的时间: t(甲)___________ t(乙)。
(4)如图是利用太阳能电池电解C2H6分别转化成其它含碳化合物的原理示意图,碳电极上生成CO的电极反应式___________。若起始投入0.3mol C2H6全部反应完全,生成三种产物中C2H4的物质的量为0.1mol,则电路中转移的电子数目为___________。
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