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、【化学—选修2:化学与技术】
三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O),再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。工艺流程图如下所示。
请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ为 。
(2)①加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为 ;
②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0,其目的为 ;
(3)草酸镍(NiC2O4·2H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧,可制得Ni2O3,同时获得混合气体。NiC2O4受热分解的化学方程式为 。
(4)工业上还可用电解法制取Ni2O3,用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-,再把二价镍氧化为三价镍。ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为 。a mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为 。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时,NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 。
3、(1)电镀时,镀件与电源的_______极连接。
(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜,应选用_______(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。
(3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极_______(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为_______;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为_______。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_______。
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
4、CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0)]以两种温室气体为原料生成了合成气,在“碳中和”的时代背景下,该技术受到更为广泛的关注。
Ⅰ.完成下列填空:
(1)某温度下,在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后,其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol,则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。
Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下,研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响,部分数据如下所示。
序号 | 加热温度/℃ | 反应物气体流量/L•min-1 | n(CH4)∶n(CO2) | α/% | η/% |
ⅰ | 700 | 4 | 2∶2 | 49.0 | 42.0 |
ⅱ | 800 | 4 | 2∶2 | 79.6 | 52.2 |
ⅲ | 800 | 6 | 3∶3 | 64.2 | 61.9 |
ⅳ | 800 | 6 | 2∶4 | 81.1 | 41.6 |
已知储能效率η=Qchem/Qi,其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Qi是设备的加热功率。
(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______
(3)对比实验_______(填序号),可得出结论:气体流量越大,CH4转化率_______。
(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高,结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______
5、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_________。
6、尿素和氨气对于提高农作物产量和品质有重要作用,合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),完成下列填空:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为___。
(2)在恒定温度下,将NH3和CO2按物质的量之比2:1充入固定体积为10L的密闭容器,经20min达到平衡,此时固体质量增加120g。用CO2表示20min内的化学反应速率为___。
(3)合成尿素时不同温度下CO2转化率变化曲线如图:
该反应正方向为____热反应(选填“吸”或“放”)。a、b、c三点对应温度下的平衡常数大小关系如何:_____(用Ka、Kb、Kc表示),理由为____。
7、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表的第______族,其基态原子中未成对电子个数为________。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为_________________________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____________________________。
(3)尿素[CO(NH2)2]分子中,碳原子为_______杂化,分子中σ键与π键的数目之比为_________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需知道的数据是 ________________________________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________________。
(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为____________。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
8、Ca(NO2)2(亚硝酸钙)是易溶于水的无色晶体,可用作混凝土中钢筋的防护剂。
(1)Ca(NO2)2的制备方法很多。
①实验室可用反应Ca(NO3)2+2CaFe2O4+4NO3Ca(NO2)2+2Fe2O3制备Ca(NO2)2,该反应中被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比为_____。
②用石灰乳吸收硝酸工业尾气中氮氧化物制备Ca(NO2)2,其中NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2的化学方程式为_____,经过滤得到含Ca(NO2)2的溶液为液态产品。
(2)测定某液态产品中NO3-含量的步骤如下:
已知:步骤4中的反应为NO3—+3Fe2++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,
步骤5中的反应为6Fe2++Cr2O72—+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
若步骤5滴定至终点时消耗K2Cr2O7溶液20.00mL,计算液态产品中NO3-的含量(单位g·L-1,最后结果保留一位小数,写出计算过程)___________。
9、简要回答下列问题。
(1)金属钠通常保存在煤油中的原因是__________。
(2)氢气被称为理想“绿色能源”的原因是________。
(3)垃圾分类处理已成为新时尚。废电池必须集中回收处理的原因是___。
10、某化学小组同学发现“84”消毒液(主要成分为NaClO)与洁厕剂(主要成分为盐酸)室温下混合有生成,于是尝试在实验室利用该反应原理制取
。
(1)若用次氯酸钙、浓盐酸为原料,利用上图装置制取。装置中仪器a的名称为_______,反应的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥的时,净化与收集
所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)经查阅资料得知:无水在空气中易潮解,加热易升华。设计如图所示装置制备无水
。
①下列操作步骤的正确顺序为_______(填字母)。
a.体系冷却后,停止通入 b.通入干燥的
赶尽装置中的空气
c.在铁屑下方加热至反应完成 d.用干燥的赶尽
e.检验装置的气密性
②该实验装置存在的明显缺陷是_______。
(4)世界环保联盟要求逐渐取代
作为自来水消毒剂。
已知:,
。
有关物质的熔、沸点如下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
-59 | 11 | |
-107 | -34.6 |
的生产流程示意图如下:
该工艺中,需要补充的物质X为_______(填化学式,下同),能参与循环的物质是_______。从发生器中分离出
,可采用的方法是_______。
11、用沉淀法测定 KHCO3和 Na2CO3 固体混合物的组成,每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的 Ba(OH)2 溶液,每次实验均充分反应,反应前后溶液体积变化忽略不计,实验记录见下表:
实验序号 | I | II | III | IV | Ⅴ |
样品质量(g) | 3.06 | 6.12 | 9.18 | 12.24 | 15.30 |
Ba(OH)2溶液体积(mL) | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
生成沉淀的质量(g) | 5.91 | 11.82 | 17.73 | 23.64 | 23.64 |
回答下列问题:
(1)样品中KHCO3 和Na2CO3 的物质的量之比_______。
(2)室温下第III组实验所得溶液中的 OH-物质的量浓度为_________。
12、含铬(Ⅵ)废水能诱发致癌,对人类和自然环境有严重的破坏作用。利用Cu2O光催化可以处理含有的废水。
Ⅰ.制取Cu2O
(1)电解法:利用铜和钛做电极,电解含有NaCl和NaOH的溶液时,反应只消耗了铜和水,体系pH及Cl﹣浓度维持不变(溶液体积变化忽略不计)。阳极电极反应式是_____。
(2)还原法:控制100℃、pH=5的条件时,利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O,同时产生SO2气体。反应过程中需要不断地加入烧碱,其原因是_____。
Ⅱ.利用Cu2O光催化处理含的废水的研究。
(1)光照射到Cu2O光催化剂上产生光催化反应,和H2O分别在光催化反应中形成的微电极上发生电极反应,反应原理如图1所示。写出
转化Cr3+的电极反应:_____。
(2)研究中对Cu2O的作用提出两种假设:
a.Cu2O作光催化剂;b.Cu2O与发生氧化还原反应。
已知:Cu2O的添加量是2×10﹣4mol/L,的初始浓度是1×10﹣3mol/L;对比实验(pH=3.0且其他条件相同),反应1.5小时结果如图2所示。结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论是_____,依据是_____。
(3)溶液的pH对降解率的影响如图3所示。
已知:Cu2OCu+CuSO4;酸性越大,
被还原率越大。
①pH分别为2、3、4时,的降解率最好的是_____,其原因是_____。
②已知pH=5时,会产生Cr(OH)3沉淀。pH=5时,的降解率低的原因是_____。
13、主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,从该矿渣中回收六水合硫酸镍晶体的工艺流程如图:
已知:(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。
(1)28Ni位于元素周期表_____区(填“s”“p”“d”或“ds”),其基态原子核外电子的空间运动状态有_____种。
(2)“焙烧”中,SiO2几乎不发生反应,NiO、CaO、FeO转化为相应的硫酸盐。NiFe2O4生成NiSO4、Fe2(SO4)3,发生该反应的化学方程式为______。
(3)“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有______(填化学式),为检验浸出液中是否含有Fe3+,可选用的化学试剂是______。
(4)“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol•L-1,加NaF固体时,忽略溶液体积变化,当除钙率达到99%时,除钙后的溶液中c(F-)=______。[已知Ksp(CaF2)=4.0×10-11]
(5)“萃取”时发生反应Mn+(水相)+nRH(有机相)MRn(有机相)+nH+(水相)(Mn+为金属离子,RH为萃取剂),萃取率与
的关系如图所示,V0/VA的最佳取值为______;“反萃取”能使有机相再生而循环使用,可在有机相中加入______,待充分反应后再分液。
(6)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系:
温度 | 低于30.8℃ | 30.8~53.8℃ | 53.8~280℃ | 高于280℃ |
晶体形态 | NiSO4•7H2O | NiSO4•H2O | 多种结晶水合物 | NiSO4 |
从NiSO4溶液获得稳定的NiSO4•H2O晶体的操作是:______、______、过滤、洗涤、干燥等多步操作。
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