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、(1)下列是中学化学中熟悉的物质:
O2 金刚石 NaBr H2SO4 Na2CO3 Na2S NaHSO4
回答下列问题:
这些物质中,只含共价键的是________;只含离子键的是________;既含离子键又含共价键的是________。
(2)写出下列物质的电子式。
Na2O2:_________________;
NH4H:_______________________;
(3)写出下列物质的结构式。
CO2:____________________
H2O2:_______________________
3、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)。
4、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 。
5、[化学—选修2:化学生活与技术]
分析下列水处理方法,完成下列问题:
(1)处理含Cr2O72-工业废水的工艺:
①工艺一:含Cr2O72-的工业废水Cr3+、SO42-
。
为了进一步除去上述流程中生成的Cr3+,请你设计一个处理方案:________________。
②工艺二:向废水中加入过量的FeSO4溶液,经过一系列反应后,FeSO4溶液和Cr2O72-可形成铁氧体沉淀,从而除去铬元素。若使含1mol Cr2O72-的废水中的Cr2O72-完全转化为一种化学式为Cr0.5Fe2.5O4的铁氧体(其中的铬元素为+3价),理论上需要绿矾(FeSO4·7H2O)的质量不少于
g,上述得到的铁氧体中,Fe3+和Fe2+的个数之比 。
(2)如下是处理含氰(主要以CN—形式存在)废水工艺流程的一部分:
含氰废水。发生上述转化后CN—中碳元素转化为+4价,氮元素转化为0价,氯元素转化为-1价,若废水中CN—的浓度为300mg/L,含氰废水的流量为0.8m3/h,为保证安全,实际投放的ClO2为理论值得1.3倍,则为了完成上述过程每小时实际应该投入的ClO2的质量为__________kg(结果保留两位有效数字)。
(3)监测水中氯化物含量可采用硝酸汞滴定法,酸化的水样用硝酸汞滴定时可生成难电离的氯化汞,滴定到终点时过量的汞离子可与指示剂作用使溶液显示紫色。饮用水中的其他物质在通常浓度下对滴定不产生干扰,但水的色质、高价铁、六价铬、硫化物(如S2-)对实验有干扰。
①滴定前常用氢氧化铝悬浊液处理水样,其目的是__________________。
②若水中含有Cr2O72—,常在滴定前向水样中加入一定量的对苯二酚,其目的是______。
6、部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸 | HCOOH | HClO | H2CO3 | H2SO3 |
电离常数 (25℃) |
(1)同温同物质的量浓度的HCOONa(aq)与NaClO(aq)中pH大的是________。
(2)1molCl2与2molNa2CO3(aq)反应除生成NaCl外还有_______________(填化学式)。
(3)向一定量的NaHCO3(aq)中通入少量的SO2(g),反应的离子方程式为__________。亚硒酸(H2SeO3)也是一种二元弱酸,常温下是一种无色固体,易溶于水,有较强的氧化性。
7、铬铁矿主要成分为铬尖晶石(FeCr2O4),以铬铁矿为原料可制备Cr2(SO4)3溶液。铬铁矿的尖晶石结构在通常条件下难以被破坏,其中的二价铁被氧化后,会促进尖晶石结构分解,有利于其参与化学反应。
(1)铬铁矿中的基态二价铁被氧化过程中,失去的电子所处的能级为_______。
(2)120℃时,向铬铁矿矿粉中加入50%的H2SO4,不断搅拌,铬铁矿溶解速率很慢。向溶液中加入一定量的CrO3,矿粉溶解速率明显加快,得到含较多Cr3+和Fe3+的溶液。写出加入CrO3后促进尖晶石溶解的离子方程式:_______。
(3)其它条件不变,测得不同温度下Cr3+的浸出率随酸浸时间的变化如图1所示。实际酸浸过程中选择120℃的原因是_______。
(4)已知:室温下Ksp[Cr(OH)3]=8×10-31,Ksp [Fe(OH)3]=3×10-39,可通过调节溶液的pH,除去酸浸后混合液中的Fe3+。实验测得除铁率和铬损失率随混合液pH的变化如图2所示。pH=3时铬损失率高达38%的原因是_______。
(5)在酸浸后的混合液中加入有机萃取剂,萃取后,Fe2(SO4)3进入有机层,Cr2(SO4)3进入水层。取10.00mL水层溶液于锥形瓶中,先加入氢氧化钠调节溶液至碱性,再加入足量过氧化氢溶液。充分反应后,加热煮沸除去过量过氧化氢。待溶液冷却至室温,加入硫酸和磷酸的混合酸酸化,此时溶液中Cr全部为+6价。在酸化后的溶液中加入足量KI溶液,以淀粉溶液作指示剂,用0.3000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,发生反应:I2+2S2O=S4O
+2I-,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液19.80mL,计算萃取所得水层溶液中Cr3+的物质的量浓度_______。(写出计算过程)
8、铜版画的一种制版方法。以沥青涂于薄铜板表面作防腐膜,用刀刻去防腐膜作画,然后放在FeCl3腐蚀液中。刮去膜之处被腐蚀,形成凹线。印刷时凹线可储油墨,在铜版机纸压制下油墨吸于纸上,形成典雅、庄重的铜版画。
(1)写出FeCl3腐蚀铜板的离子方程式___________________
(2)下列措施可以加快铜板的腐蚀速率的有____________(填编号)
A. 加热 B. 加氯化铜 C. 加少量碳粉 D. 加盐酸
(3)通常不采用加快腐蚀速率的原因是_________________
(4)除去沥青防腐膜后版即形成。可用________除去防腐膜(填编号)
A. 饱和Na2CO3溶液 B. 煤油 C. 酸液 D.碱液
(5)实验室用固体氯化铁配置FeCl3溶液的简单操作是_____________
(6)腐蚀后的废液(酸性)中加入NaNO3,产生NO气体,写出发生反应的离子方程式,并注明电子转移的方向和数目:__________________________
(7)要验证腐蚀后的废液中含有Fe3+,可在溶液中加入试剂_________,现象_______________
9、硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的能溶于水的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4 制备路线如下:
查阅资料:
I.酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化。
Ⅱ.SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)C1]。
回答下列问题:
(1)操作I的步骤为_____________________、过滤、洗涤、干燥。过滤后滤液仍混浊的原因是(除滤纸破损,所有仪器均洗涤干净)__________________________、__________________________.
(2)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请结合必要的化学方程式及化学反应原理解释原因:
_________________________________________________
(3)加入锡粉的作用有两个:①调节溶液pH;②_____________________。
(4)SnS04还可在酸性条件下用作双氧水的去除剂,发生反应的离子方程式是______________________________________。
(5)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应):取质量为m g的锡粉溶于稀硫酸中,向生成的SnSO4中加入过量的Fe2(SO4)3溶液,用物质的量浓度为c mol/L的K2Cr207标准溶液滴定生成的Fe2+,共用去K2Cr207溶液的体积为V L。 则锡粉中锡的质量分数是_______________。(Sn的摩尔质量为M g/mol,用含m、c、V、M的代数式表示)
10、氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NO2还原以改善空气质量。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①实验室制取氨气的发生装置可以选择图中的__,反应的化学方程式为__。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择图中的装置,其连接顺序为:发生装置→__(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器x中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 | 实验现象 | 解释原因 |
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 | ①Y管中气体颜色__。(变深或变浅) | ②反应的化学方程式___。 |
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 | Y管中有少量水珠 | 生成的气态水凝聚 |
打开K2 | ③Z中氢氧化钠溶液会___ | ④___。 |
11、粗ZnS中的S2-的含量可以用“碘量法”测得。准确称取0.150g样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL0.1000mo/L的I2—KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置于暗处充分反应5min,硫元素完全转化为单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2O=2I-+S4O
。测定时,消耗Na2S2O3溶液体积24.00mL。请计算样品中S2-的含量为__(计算结果保留三位有效数字,写出计算过程)。
12、对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯纤维的重要化工原料。生产过程产生的氧化残渣主要含有苯甲酸、对苯二甲酸、钴锰催化剂等。采用以下工艺流程可实现PTA残渣中有效成分苯甲酸和Co2+、Mn2+的回收与纯化,达到废物再利用的目的。
图一
图二
(1)操作I是___;实验室进行操作Ⅱ主要用的玻璃仪器有___。
(2)结合图二阐述乙酸异丁酯可用于浸取并有效回收苯甲酸的理由是___。
(3)操作Ⅲ为蒸馏,蒸出的溶剂可返回___工序循环使用。
(4)钴锰回收时常采用沉淀法将钴沉淀为CoS,若油水分离后的溶液经蒸发浓缩后,Co2+和Mn2+的浓度均为0.1mol∙L-1,当Co2+完全沉淀时产生的固体中___MnS(填“含有”或“不含有”)。[已知:Ksp(CoS)=2×10-25,Ksp(MnS)=2×10-13,完全沉淀指溶液中离子浓度小于10-5mol∙L-1]
(5)得到的CoS通过焙烧转变为水溶性的CoSO4,其化学方程式为____。
13、CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。
(1)由CO2转化为羧酸是CO2资源化利用的重要方法。在催化作用下CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为_______在合成CH3 COOH的反应中,下列有关说法正确的是_______。 (填字母)
A.利用催化剂可以使反应的平衡常数增大
B. CH4→CH3COOH过程中,有C-H键发生断裂
C.有22. 4LCH4参与反应时转移4mol电子
D.该反应为放热反应
(2)CO2和H2合成甲醇也是CO2资源化利用的重要方法。测得平衡时甲醇产率与反应温度、压强的关系如图所示。
①若H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ●mol-1和726.5kJ●mol-1,则由CO2和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为_______。此反应的活化能Ea(正)_______Ea(逆)(填“>”或“<”),该反应应选择_______高效催化剂(填“高温”或“低温”)。
②下列措施能使CO2的平衡转化率提高的是_______(填序号)。
A.增大压强 B.升高温度 C.增大H2与CO2的投料比 D.改用更高效的催化剂
③200°C时,将0.100molCO2和0.200molH2充入1L密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。若平衡时CO2的转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数K=_______(已知CH3OH的沸点为64.7°C)。
(3)可利用电解的方法将CO2转化为CH3OH,请写出在酸性条件下的阴极反应式_______。
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