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、钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等领域。
(1)Ti的基态原子的电子排布式为________。
(2)已知TiC在碳化物中硬度最大,工业上一般在真空和高温(>1800℃)条件下用C还原TiO2制取TiC: TiO2+3CTiC+2CO↑。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为_____________;根据所给信息,可知TiC是________晶体。
(3)钛的化合物TiCl4,熔点为-24℃,沸点为136.4℃,常温下是无色液体,可溶于甲苯和氯代烃。
①固态TiCl4属于________晶体,其空间构型为正四面体,则钛原子的杂化方式为__________。
②TiCl4遇水发生剧烈的非氧化还原反应,生成两种酸,反应的化学方程式为_________
③用锌还原TiCl4的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O.该配合物中含有化学键的类型有_________、__________。
(4)钛的一种氧化物是优良的颜料,该氧化物的晶胞如右图所示:
该氧化物的化学式为________;在晶胞中Ti原子的配位数为_______,若晶胞边长为a nm,NA为阿伏伽德罗常数的数值,列式表示氧化钛晶体的密度:___________g/cm3。
3、[化学—选修3:物质结构与性质]A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B2+具有相同的电子构型;C、D为同周期元索,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中C原子的次外层电子排布式为 。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ;B的氢化物所属的晶体类型是 ,B单质所形成的晶体,一个晶胞平均含有 个原子。
(3)C和D反应可生成组成比为1:5的化合物E,E的分子式为 ,已知该分子的空间构型为三角双锥,则其中两个Cl原子被F原子所替代得到的产物结构有 种。
(4)化合物D2A的立体构型为 ,中心原子的价层电子对数为 ,单质D与Na2SO3溶液反应,其离子方程式为 。
(5)A和B能够形成化合物F,F晶体中的B2+离子的排列方式如图所示,
①每个B2+周围最近的等距离的B2+离子有 个。
②已知F的晶胞参数是a0=0.54nm,它的密度为 (只列式不作计算,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1)。
4、目前人们对环境保护、新能源开发很重视。
(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 (填代号)。
(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) ΔH在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0-20min的平均反应速率v(CO2)= ;计算该反应的平衡常数K= 。
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是 (填字母代号)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则达到新平衡时NO的转化率 (填“升高”或“降低”),ΔH 0(填“>”或“<”).
(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -l59.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
(4)一种氨燃料电池,使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液。
电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;
请写出通入a气体一极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为 。
5、雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响。燃煤和汽车尾气 是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2C02(g)+N2 (g) △H <0 。
①该反应的速率时间图像如右图中左图所示。若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,则其速率时间图像如右图中右图所示。以下说法正确的是 (填对应字母)。
A.a1>a2 B.b1 <b2 C.t1>t2
D.右图中阴影部分面积更大 E.左图中阴影部分面积更大
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2N02(g) = N2(g)+C02(g)+2H20(g) △H=-867 kJ/mol
2N02(g)= N204(g) △H= - 56.9 kJ/mol H20(g) = H20(l) △H = - 44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N204 (g)生成N2和H20(1)的热化学方程式: 。
(3)CH4和H20(g)在催化剂表面发生反应CH4 + H20 = C0 + 3H2 ,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
①该反应是 反应(填“吸热”或“放热 ”)。
②T℃时,向1L密闭容器中投入1mol CH4 和1mol H20(g),平衡时C(CH4)=0.5 mol·L-1 , 该温度下反应CH4 + H20 = CO+3H2的平衡常数K= 。
(4)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。如图是利用甲烷燃料电池电解100mL lmol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24 L(设电解后溶液体积不变)。
①甲烷燃料电池的负极反应式: 。
②电解后溶液的pH = , (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
③阳极产生气体的体积在标准状况下是 L。
6、镓(Ga)位于周期表的第四周期,与Al同主族,主要存在Ga3+、GaO2-两种离子形态,被广泛应用于电子工业。
(1)Ga的原子序数为______。
(2)半导体材料氮化稼是由Ga与NH3在一定条件下合成的,该过程中每生成3molH2时,就会放出30.8kJ的热量。
①反应的热化学方程式是________。
②反应的化学平衡翻常数表决达式是_________________。
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是_____(填字母代号).
A.Ⅰ图象中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.Ⅱ图象中纵坐标可以为稼的转化率
C.Ⅲ图象中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图象中纵坐标可以为体系内混合气体的平均相对分子质量
(3)工业上多用电解精炼法提纯稼。具体原理如下图所示:
已知:金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu
①X为电源的_____极,电解精炼稼时阳极泥的成分是__________;
②在电解过程中使某种离子迁移到达阴极并在阴极放电析出高纯稼, 请写出该电解过程中的电极反应方程式:阳极_________;阴极_________。
7、绿矾FeSO4∙7H2O广泛用于医药和工业领域。以下是FeSO4∙7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空:
(1)碳酸钠溶液能除去酯类油污,是因为_________________________(用离子方程式表示),反应Ⅰ需要加热数分钟,其原因是______________________________。
(2)废铁屑中含氧化铁,反应II的离子方程式____________________,判断反应II完成的现象是: ______________________________________。
8、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)。
9、三草酸合铁酸钾是制备铁触媒上的主要原料。在光照下分解:
。回答下列问题:
(1)基态原子的电子排布式为___________,基态
与
中未成对电子的数目之比为___________。
(2)三草酸合铁酸钾所含元素中,第一电离能最大的是___________(填元素符号,下同),电负性最大的是___________。
(3)1个与1个
分子中
键数目之比为___________,
分子的立体构型为___________。
(4)金刚石的晶胞结构如图所示,碳原子分别位于顶点、面心和体内。
若图中原子1的坐标为,则原子2的坐标为___________。
10、实验室从废电路板粉碎金属料(主要含金属Cu,还含少量Zn、Fe、Pb等金属)中回收铜,其实验流程如下:
已知:一定pH范围内,Cu2+、Zn2+等能与氨形成配离子。
(1)“氨浸”在题图-1所示的装置中进行。
①鼓入空气,金属Cu可被氧化生成[Cu(NH3)4] 2+,其离子方程式为________;
②空气流量过大,会降低Cu元素的浸出率,其原因是_____________。
③“氨浸”时向氨水中加入一定量(NH4)2SO4固体,有利于Cu2+转化为[Cu(NH3)4]2+,其原因是_________。
(2)洗涤滤渣所得的滤液与“过滤”所得滤液合并的目的是________________。
(3)滤液中主要阳离子为[Cu(NH3)4]2+、NH,还含有一定量的[Zn(NH3)4]2+。其中铜氨配离子的离解反应可表示为:[Cu(NH3)4]2+(aq)
Cu2+(aq) +4NH3(aq),该反应的平衡常数表达式为________;某有机溶剂HR可高效萃取离解出的Cu2+(实现Cu2+与Zn2+的有效分离),其原理为(org表示有机相):Cu2+(aq) + 2HR(org)
CuR2(org) + 2H+(org);再向有机相中加入稀硫酸,反萃取得到CuSO4溶液。
结合题图-2和题图-3,补充完整以滤液为原料,制取较纯净CuSO4·5H2O晶体的实验方案:_______,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤干燥。(实验中可选用的试剂:有机溶剂HR、2mol·L−1硫酸、3mol·L−1硫酸)。
11、工业硫酸中往往含有一定量SO2,测定过程如下:取m g工业硫酸配成100mL溶液,取出20.00mL溶液,加入1mL指示剂,用 c mol/L I2标准溶液滴定,消耗的I2标准溶液V mL,工业硫酸中含有SO2的质量分数的计算式是__________。
12、乙醛是一种化工原料,用途很广。检验乙醛中的醛基常用新制氢氧化铜悬浊液,反应方程式为:。回答下列问题:
(1)基态的价电子轨道表示式为___________,基态氧原子的电子占据___________种能量不同的原子轨道。
(2)乙醛分子中C的杂化类型是___________。
(3)乙酸钠晶体中存在的微粒间作用力有___________(填标号)。
A.非极性键
B.金属键
C.范德华力
D.离子键
(4)生成的晶胞结构如图所示,该晶胞中A原子代表___________原子。该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0),B为
,C为(1,1,1),则D原子的坐标参数为___________。
13、近年来随着新能源汽车的推广使用,产生了大量的废旧三元锂电池,其正极材料主要含铝、锂、镍、钴、锰等元素,对正极材料进行回收处理的某种工艺流程如图所示:
已知:
①共沉淀制备正极材料前驱体发生的反应:Li2SO4+(1−x−y)NiSO4+xCoSO4+yMnSO4+4NaOH=Ni(1−x−y)CoxMny(OH)2↓+2LiOH+2Na2SO4。
②金属离子浸出率(η)的计算公式为η=×100%。其中c为金属离子的质量浓度,单位为g·mL−1;V为滤液的体积,单位为mL;m为粉料中该金属的理论质量,单位为g。
回答下列问题:
(1)回收处理时首先对废旧锂电池进行放电,目的是防止在电池拆解过程中,发生短路引起火灾、爆炸等事故。用NaCl溶液浸泡后,放电过程中可能产生的气体有_______;将正极片预处理得到粉料的目的是_______。
(2)硫酸浓度对金属浸出率的影响如图所示,则酸浸还原时,最佳的硫酸浓度为_______。
(3)在除杂阶段,加入NH4HCO3溶液除去溶液中的Al3+,其反应的离子方程式为_______。
(4)沉淀完成后得到终端产品1(Li2CO3)的操作有_______;写出正极材料前驱体在空气中煅烧得到终端产品2[LiNi(1−x−y)CoxMnyO2]的化学方程式:_______。
(5)浸出实验首先在三颈烧瓶中加入适量的H2SO4和H2O2,再将准确称量的5.00 g粉料(其中钴元素含量为18.00%)倒入,反应后将其过滤,定容得溶液的体积为50.00 mL,采用电感耦合等离子体光谱仪测定浸出滤液中Co2+的浓度为17.28 mg·mL−1,则Co2+的浸出率为_______。
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