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、K2SO4是制备K2CO3、KAl(SO4)2等钾盐的原料,可用于玻璃、染料、香料等工业,在医药上可用作缓泻剂,在农业上是主要的无氯钾肥。以下是用氨碱法从明矾石提取硫酸钾工艺流程图。明矾石主要成分为K2SO4•Al2(SO4)3•4Al(OH)3 ,通常含有少量SiO2、Fe2O3等。
回答题:
(1)用28%氨水(密度为0.898g/L)配制4%氨水(密度为0.981g/L)500mL,需28%氨水______mL,配制溶液时,应选用的仪器是______(选填序号)。
(a)20mL量筒 (b)100 mL量筒 (c)500 mL量筒 (d) 500 mL容量瓶
(2)填写下列操作名称:操作Ⅰ_________、操作Ⅱ_________、操作Ⅲ_________。
(3)硅渣主要成分是___________,(写化学式),脱硅后的固体为红泥,可用于_________。
(4)上述流程中可以循环使用的物质X是__________________。
(5)钾氮肥的主要成分是__________,请设计实验检验钾氮肥中(除K+以外)的阳离子:(写出所需试剂、实验步骤和结论)_________________;
(6)为了测定钾氮肥中钾的含量,在试样完全溶于水后,加入足量氯化钡溶液,得到白色沉淀a克,若要计算K2SO4的物质的量,还需要_____________数据,列出计算式:_____________________。
3、钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料、催化剂等,也可用于制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。下图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图:
回答下列问题:
(1)Na2MoO4中Mo的化合价为____________。
(2)“焙烧”时,Mo元素转化为MoO3,反应的化学方程式为____________,氧化产物是________(写化学式)。
(3)“碱浸”生成CO2和另外一种物质,CO2的电子式为_______,另外一种生成物的化学式为______。
(4)若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na2S,则废渣成分的化学式为________。
(5)测得“除重金属离子”中部分离子的浓度:c(MoO42-)=0.40mol/L,c(SO42-)=0.04mol/L。“结晶”前需先除去SO42-,方法是加入Ba(OH)2固体。假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变,当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率为______%。(小数点后保留一位数字)[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]
(6)钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,也可以制备钼酸钠,同时有SO42-生成,该反应的离子方程式为___________________。
4、研究NOx、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1) 利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=﹣574kJ•mol﹣1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=﹣1160kJ•mol﹣1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),500℃时的平衡常数为9,若在该温度下进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol·L-1,则CO的平衡转化率为: 。
(3) 用活化后的V2O5作催化剂,氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示。
①写出总反应化学方程式 。
②测得该反应的平衡常数与温度的关系为:lgK=5.08+217.5/T,该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
③该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示,当温度达到700K时,发生副反应的化学方程式 。
(4)下图是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的一种原理图,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3—,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。如下图,电流密度和溶液pH对烟气脱硝的影响。
①NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-反应的离子方程式 。
②溶液的pH对NO去除率影响的原因是 。
③若极板面积10cm2,实验烟气含NO 1.5%,流速为0.070L·s-1(气体体积已折算成标准状态,且烟气中无其他气体被氧化),法拉第常数为96500 C·mol-1,测得电流密度为1.0 A·cm-2。列式计算实验中NO除去率 。
5、(6分)如何除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质)。写出最佳的离子方程式。
(1)NaHCO3溶液(Na2CO3):________________________。
(2)FeCl2溶液(FeCl3):___________________________。
(3)单质Mg粉(Al):______________________________。
6、KBr可用于光谱分析和化学分析等。
(1)制备KBr的一种方法如下:80℃时,向溶有CO(NH2)2的KOH溶液中缓慢加入Br2,至pH为6~7时反应完全,生成CO2、N2等。该反应的化学方程式为_____。
(2)KBr可用于测定苯酚(C6H5OH)样品的纯度,方法如下:取0.5000g苯酚试样,用NaOH溶液溶解后定容成250.00mL溶液;移取25.00mL该溶液,加入25.00mL0.03000mol•L﹣1的KBrO3(含过量KBr)标准溶液,然后加入足量盐酸,充分反应后再加足量KI溶液,充分反应;用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入指示剂,继续滴定至终点,用去16.20mL。测定过程中物质的转化关系如下:
①加入的指示剂为_____。
②计算苯酚样品的纯度(写出计算过程)_____。
7、一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。
8、污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2。为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的产品。
治理方案Ⅰ:
(1)将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:_______________、_______________。
治理方案Ⅱ:
某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下流程既去除尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2 (反应条件已省略)。
请回答下列问题:
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+其原因是___________________________,用MnS除去溶液中的Cu2+的离子方程式为_______________。
(3)流程图④过程中发生的主要反应的化学方程式为___________________。
(4)MnO2可作超级电容器材料。工业上用下图所示装置制备MnO2。接通电源后,A电极的电极反应式为:_______________,当制备lmol MnO2,则膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)为_______________g。
9、现有五种元素,其中A、B、C、D、E为原子序数依次增大,且原子序数都不超过36.请根据下列相关信息,回答问题.
A
| 基态原子最外层电子数是次外层的三倍
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B
| 基态原子核外有13种不同运动状态的电子
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C
| 与B同一周期,原子中未成对电子数是同周期中最多
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D
| D2-的核外电子排布与氩原子相同
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E
| 是ds区原子序数最小的元素
|
(1)请把B以及B同周期且原子序数比B小的原子按第一电离能从大到小的顺序排列:____________(用相应的元素符号表示).A、D两种元素中,电负性A____________D (填“>”或“<”)
(2)A3分子的空间构型为____________,与其互为等电子体的分子为____________;
(3)解释在水中的溶解度C7H15OH比乙醇低的原因是:____________,C7H15OH 中采用sp3杂化的原子共有____________个;
(4)E(NH3)42+配离子中存在的化学键类型有____________(填序号):
①配位键 ②金属键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键 ⑥氢键
若 E(NH3)42+具有对称的空间构型.且当 E(NH3)42+中的两个NH3分子被两个Cl一取代时。能得到两种不同结构的产物,则 E(NH3)42+的空间构型为____________(填序号)。
a.平面正方形b.正四面体 c.三角锥形 d.V形
(5)单质E晶胞如图所示,已知E元素相对原子质量为M,原子半径为r pm,密度为ρg/cm3(1pm=10-10cm)那么写出阿伏伽德罗常数NA的表达式____________(用M、r、ρ表示)。
10、实验室制备乙酸乙酯的实验装置如图所示,回答下列问题:
(1)该实验中混合乙醇和浓硫酸的方法是_____。
(2)该装置与教材上的相比做了一些改进,其中仪器a的名称_____,改进后的装置仍然存在一定的不足,请指出其中的一点_____。
(3)试管②中溶液呈红色的原因是_____。(用离子方程式表示)。
(4)某实验小组在分离操作中,摇晃了试管②,发现上下两层溶液均变为无色,该小组对褪色原因进行探究。
Ⅰ.经过讨论猜想褪色原因是挥发的乙酸中和碳酸钠。
编号 | 操作 | 现象 |
实验1 | 用pH计测量饱和碳酸钠溶液pH | pH=12.23 |
实验2 | 分离出试管②下层液体,用pH计测定pH | pH=12.21 |
由实验1、2得出的结论是_____。
Ⅱ.查阅资料:酚酞是一种白色晶状粉末,不溶于水,1g酚酞可溶于13mL乙醇或70mL乙醚中。
编号 | 操作 | 现象 |
实验3 | 取5mL饱和碳酸钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,再加入3mL纯净的乙酸乙酯,振荡 | 碳酸钠溶液先变红,加入乙酸乙酯振荡后褪色 |
实验4 | 分离出试管②上层液体,加入饱和碳酸钠溶液,振荡 | 溶液变成浅红色,静置分层后红色消失 |
由实验3、4得出的结论是_____。
11、水中的酸碱平衡。一个溶液(X)含有两种一元弱酸(只有一个具有酸性的质子); HA的酸解离常数KHA= 1.74 ×10-7, HB的酸解离常数KHB= 1.34 ×10-7溶液XpH为3.75。
(1).滴定完100 mL溶液X需要100 mL 0.220 M NaOH溶液。计算溶液X中每一种酸的最初的(总量)浓度(mol·L-1) ___________。在适当的地方合理近似[Kw= 1.00 × 10-14,298K。 ]
(2).计算最初包含6.00 × 10-2 M NaA与4.00 × 10-2 M NaB的溶液Y的pH___________。
(3).向溶液X中加入许多蒸馏水得到非常(无限)稀的溶液,酸的总浓度接近于零。计算稀溶液中每一种酸的解离百分数___________。
(4).将一个缓冲溶液加到溶液Y中,保持pH为10.0. 得到溶液Z,假定体积无变化。计算物质M(OH)2在Z中的溶解度___________ (用mol·L-1)。已知阴离子A-与B-可与M2+形成络合物:
M(OH)2 ⇌ M2+ + 2OH- Ksp=3. 10 ×10-12
M2++A- ⇌ [MA]+ K1=2.1 × 103
[MA]++ A- -⇌ [MA2] K2=5.0 × 102
M2++B- ⇌ [MB]+ K=6.2 × 103
[MB]++B- ⇌ [MB2] K=3.3 × 102
12、废旧磷酸铁锂电池的回收利用具有重要研究价值。利用废旧电池正极极片料(主要成分为LiFePO4,还含有少量的Al、石墨等)回收金属化合物,并通过电解Na2SO4溶液生产所需的H2SO4溶液和NaOH溶液,从而实现物质的循环利用。工艺流程如下,回答下列问题:
(1)加快“碱浸”速率的方法___________(任写1条)。
(2)“氧化”过程H2O2的用量比理论用量稍高的原因是___________。
(3)滤渣③的主要成分是___________。
(4)“沉淀”中发生反应的离子方程式为___________,“沉淀”过程后的“一系列操作”具体为___________。
(5)“沉锂”所得“滤液”经纯化后得Na2SO4溶液,利用下列装置电解Na2SO4溶液制备H2SO4溶液和NaOH溶液,从而实现物质循环利用。
①离子交换膜b应为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜;
②一定条件下,c(Na2SO4)、电解时间对电解所得溶液的c(H+)、c(OH-)及电流效率(η(NaOH)、η(H2SO4))的影响如图,则最佳电解条件中c(Na2SO4)为___________mol·L-1左右、电解时间为___________h左右。
(6)生产中通常需要测定正极极片料的总铁量。取mg样品,用盐酸充分溶解、过滤、洗涤,将滤液和洗涤液合并后配成250mL溶液。取25.00mL与适量TiCl3溶液反应,将Fe3+恰好完全还原为Fe2+。加入混酸介质,滴入指示剂,用0.01mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定,三次滴定平均消耗VmLK2Cr2O7标准溶液。
①用K2Cr2O7标准溶液滴定过程中反应的离子方程式为___________。
②样品中铁的质量分数为___________。
13、六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)常用于电镀、陶瓷等工业。某实验室以镍矿渣(主要含NiS、CuS、FeS)制备六水合氯化镍晶体,设计流程如图所示:
已知: Ksp(NiS)= 1.07×10-21, Ksp(CuS)= 1.27×10-26。
回答下列问题:
(1)①写出“酸溶”时,NiS发生反应的离子方程式:_______。
②“酸溶”时,为减少生产过程对大气的污染,通常还需通入过量的_______(填气体名称)。
(2)试剂a应选用下列物质中的_______(填标号)。
A.NaOH
B.Ni(OH)2
C.Na2CO3
D.Ni(NO3)2
(3)“除铜”过程发生反应的离子方程式是_______,若要求溶液中Cu2+浓度小于1×10-5mol/L,则应控制溶液中Ni2+浓度_______。(结果保留两位小数)
(4)“沉镍”所得沉淀有多种组成,可表示为xNiCO3·yNi( OH)2 ·zH2O,若试剂b为纯净物,试剂b可以是_______ 。 为测定沉淀的组成,进行下列实验:称取干燥沉淀样品3. 41g,隔绝空气加热,剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500°C~750°C条件下加热,收集到的气体产物只有一种,750°C以上残留固体为NiO)。通过计算确定该样品的化学式为_______。
(5)由xNiCO3·yNi( OH)2 ·zH2O固体制备NiCl2·6H2O的实验方案是:向固体中加入过量盐酸,搅拌,调节溶液的pH值,蒸发浓缩,_______,过滤,_______,干燥(NiCl2溶解度曲线如图所示)。
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