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、钡盐生产过程中排出大量钡泥[主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等],某工厂本着资源利用和降低生产成本的目的。在生产BaCO3同时,充分利用钡泥来制取Ba(NO3)2晶体及其它副产品,其部分工艺流程如下:
已知: ①Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时溶液的pH分别为3.2和9.7
②Ba(NO3)2在热水中的溶解度大,在冷水中的溶解度小
③Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 Ksp(BaCO3)=5.1×10-9
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量饱和的Na2CO3溶液中充分搅拌、过滤、洗涤。用离子方程式说明该提纯的原理 。
(2)上述流程中Ba(FeO2)2与HNO3溶液反应生成两种盐,反应的化学方程式为 。
(3)结合本厂生产实际,X试剂应选下列中的 。
A.BaCl2 B.BaCO3 C.Ba(NO3)2 D.Ba(OH)2
(4)废渣2为 。
(5)操作III为 。
(6)过滤III后的母液应循环到容器 中(选填a、b、c) 。
(7)称取w克的晶体样品溶于蒸馏水中加入足量的稀硫酸,反应后经一系列操作称重所得沉淀质量为m克,则该晶体的纯度可表示为______________。
3、铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是 。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为 ,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se Si(填“>”、“<”)。
(3)SeO2常温下白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为 ;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为 。
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ,B与N之间形成 键。
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为 ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为 g/cm3。
4、二氧化碳和氨是重要的化工产品,是纯碱工业、制造硝酸、铵盐和氮肥等的原料。
(1)CO2的电子式是 。
(2)以NH3与CO2为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下:
① 2NH3(g)+CO2(g) = NH2CO2NH4(s) △H=-l59.5 kJ·mol-1
② NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③ H2O(1) = H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ·mol-1
不同温度下NO产率如下图1所示,由此图可知温度对NO产率的影响规律为 ,请用化学反应速率和化学平衡理论解释其原因: 。
图1 图2
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,有关石墨I电极反应可表示为_______________。
(5)已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11。 常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显__________(填“酸性”、“中性”或“碱性”);计算反应NH4++HCO3—+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K= (结果保留2位有效数字)。
5、2015年8月12日,天津滨海新区爆炸事故确认有氰化钠(NaCN)、亚硝酸钠等,氰化钠毒性很强,遇水、酸会产生有毒易燃氰化氢气体。氰化氢的沸点只有26摄氏度,因此相当容易挥发进入空气,这就大大增加了中毒的风险。同时氰化钠遇到亚硝酸钠会发生爆炸。回答下列问题
(1)写出氰化钠遇水产生氰化氢的离子方程式
(2)爆炸现场约700吨的氰化钠大约需要900吨的双氧水来处理。氰化钠与双氧水相遇后,会释放出氨气同时析出白色晶体碳酸氢钠,使得氰化钠的毒性大大降低,写出氰化钠与双氧水反应的化学方程式 。
(3)氰化钠遇到亚硝酸钠能生成氧化钠和两种无污染的气体发生爆炸,写出化学反应方程式 。
(4)爆炸残留在废水中的CN- 可以用Cr2O72-处理,拟定下列流程进行废水处理,
① 上述处理废水流程中主要使用的方法是 ;
A.混凝法 B.中和法 C.沉淀法 D.氧化还原法
② 步骤②反应无气体放出,该反应的离子方程式为_______________________;
③ 步骤③中,每处理0.4 mol Cr2O72 - 时转移电子2.4 mol,该反应的离子方程式为 ___________;
④处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O将Cr2O72-还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[FexⅢCr(2-x)Ⅲ]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1 mol Cr2O72-,需加入amol FeSO4·7H2O,下列结论正确的是 。
A.x=0.5,a=6 B.x=0.5,a=10 C.x=1.5,a=6 D.x=1.5,a=10
6、氰化钠,白色结晶颗粒或粉末,易潮解,剧毒,水溶液显弱碱性,化学式为NaCN,熔点为563.1℃,是一种重要的化工原料,多用于化学合成,电镀冶金等方面。其制备工艺如下:
(1)制备过程的化学反应方程式为____________________________________。
(2)工厂中,氰化钠存储区应贴的标志为________(填选项字母)。
(3)已知NaCN中碳、氮原子均满足8电子稳定结构,其电子式为_____________。
(4)丙烯氨氧化法制丙烯腈的过程中有大量副产物HCN,HCN被NaOH溶液吸收,也是制备NaCN的一种重要方法。含等物质的量的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中下列关系式一定正确的是________(填选项字母)。
A.2c(Na+)=c(CN-) B.c(CN-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(HCN) D.c(Na+)-c(CN-) =c(OH-)-c(H+)
已知25℃时,HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10,则该温度下NaCN的水解平衡常数Kb=________(结果保留到小数点后一位)。
(5)泄露的含NaCN的溶液可用双氧水处理,生成一种常见的酸式盐和一种常见的碱性气体,化学方程式为__________________________________。
(6)某废水样品中主要含有CN-和Cl-,若用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,控制废水的pH范围在9~10,阳极产生的ClO-可将CN-氧化为N2和CO32-,阳极的电极反应式为________。 除去CN-的离子反应方程式为____________________________。
7、回答下列问题:
(1)金刚石和石墨的部分物理性质数据如表:
物质 | 金刚石 | 石墨 |
熔点/℃ | 3550 | 3652 |
硬度 | 10 | 1.5 |
石墨的熔点比金刚石高,硬度却比金刚石小得多,原因是____。
(2)互为同分异构体的两种有机物形成氢键如图所示:
沸点:邻羟基苯甲醛____对羟基苯甲醛(填“>”、“=”或“<”),主要原因是____。
8、碳、氮及其化合物是同学们经常能接触到的重要物质,是科学研究的重要对象。
(1)实验室制取乙炔的化学方程式为___________________________。
(2)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图A所示。用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为___________________________。
(3)合理利用CO2、CH4,抑制温室效应成为科学研究的新热点。一种以二氧化钛表面覆盖Cu2A12O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸(△H<0)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率分别如上图B所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。250℃和400℃时乙酸的生成速率几乎相等,实际生产中应选择的温度为_________℃。
(4)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的 密闭容器中发生反应2NO+2CO2CO2+N2。保持温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间的变化如图C所示。
①平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将______(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②图中a、b分别表示在一定温度下,使用相同质量、不同表面积的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是______(填“a”或“b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____________(任答一条即可)。
(5)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,可用电解原理将溶液中的氨氮物质完全氧化除去。该过程分为两步:第一步:电解产生氯气;第二步:利用氯气将氨氮物质氧化为N2。
①第二步反应的化学方程式为____________________。
②若垃圾渗滤液中氨氮物质的质量分数为0. 034% ,理论上用电解法净化It该污水,
电路中转移的电子数为__________。
9、H2O2既可以作氧化剂,又可以作还原剂。现在H2O2溶液中加入用硫酸酸化的KMnO4溶液,紫红色的KMnO4溶液变成了无色溶液。该反应体系中共七种物质:O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、K2SO4、H2O、H2O2。
(1)请将以上反应物与生成物分别填入以下空格内___。
(2)该反应中的还原剂是__(填化学式)被还原的元素是____(填元素符号)。
(3)如反应中电子转移了0.5mol,则产生的气体在标准状况下的体积为__L。
(4)+6价铬的化合物毒性较大,酸性溶液中常用NaHSO3将废液中的Cr2O72-还原成Cr3+,该反应的离子方程式为___。
10、为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如下:
部分含钒物质在水中的溶解性如下:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
回答下列问题:
(1)工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,写出该反应的化学方程式 .
(2)图中所示滤液中含钒的主要成分为 (写化学式).
有学者建议将滤液进行如下处理后再用KClO3氧化
上图中的萃取与反萃取的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂).
RSO4(水层)+ 2HA(有机层)RA2(有机层)+H2SO4(水层),上图中的X试剂为 _____;这种萃取与反萃取过程有别于用CCl4萃取碘水中的碘,二者的相同点是__________________,不同点是_______________
(3)该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式_____________ ;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度.根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为 、 .
(4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,完成反应的离子方程式为□VO2++□H2C2O4+□_____=□VO2++□CO2↑+□H2O.
(5)全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为:
VO2++V2++2H+ VO2++H2O+V3+
电池充电时阳极的电极反应式为__________________.
11、取1.77g镁铝合金投入到的盐酸中,合金完全溶解,放出氢气1.904L(已折算成标况)请计算:
(1)镁铝合金中镁的质量分数=______%(保留三位有效数字)
(2)上述溶液中继续滴加的NaOH溶液,得到沉淀3.10g。则V的最大值=______mL。(写出计算过程)
12、CO2的捕集与转化是当今科学研究的重要课题。以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) △H=+177kJ·mol-1(主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s) △H=+9kJ·mol-1(副反应)
I的反应历程可分为如下两步:
①C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1(反应速率较快)
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ·mol-1(反应速率较慢)
(1)△H1=____。
(2)相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,其原因是____。
(3)如图是CO2和C2H6合成C2H4相关物质转化率或选择性与温度变化的关系,则该反应选择的最佳温度为____℃。
(4)在800℃时,将1molCO2和3molC2H6充入10L体积不变的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,只发生反应CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)。若初始压强为2.0MPa,一段时间后反应达到平衡,平衡时产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等,则达到平衡时CO2的转化率为____;该温度下反应的平衡常数Kp=____(保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)工业上用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) △H>0,温度T时,向2L恒容密闭容器中充入2molCH4,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示。实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)•c2(H2),k正、k逆为速率常数,只与温度有关,则T温度时
=____(用含有m的代数式表示)。该反应在____(“高温”或“低温”)下更易自发进行。
13、K2[Cu(C2O4)2]·2H2O(二草酸合铜酸钾,式量为354)为蓝色晶体,是一种具有还原性配体的有机金属化合物。它可溶于热水,微溶于冷水、酒精,干燥时较为稳定,加热时易分解。某小组制备并探究二草酸合铜酸钾热分解的产物、测定草酸根配体的含量。制备流程如图所示:
已知:①H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O
②Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O
③杂质受热不分解
回答下列问题:
(1)①处“黑色固体”的化学式为___。
(2)②处采用“微热”溶解草酸,其原因是加快溶解速率、___。③处最适宜的洗涤试剂为___。
(3)按如图所示探究二草酸合铜酸钾晶体的热分解产物,装置B、C、F中均盛有足量的澄清石灰水,装置E中填有精细氧化铜粉末(石棉绒作载体)。
①通入氮气的目的是___。
②装置D中盛放的试剂是___。
③实验中观察到装置C中澄清石灰水未变浑浊,B、F中澄清石灰水均变浑浊,离心分离后测得沉淀质量相等,装置E中固体变为砖红色。由此推断二草酸合铜酸钾晶体热分解的化学方程式为___。
(4)室温下准确称取制取的晶体试样1.000g溶于氨水(1:1)中,并加水定容至250mL。取试样溶液25.00mL于锥形瓶中,再加入10mL3mol/L的H2SO4溶液,水浴加热至75~85℃,趁热用0.0100mol/L的KMnO4溶液滴定。平行滴定三次,KMnO4标准液平均消耗20.00mL。
①样品能溶解于氨水的原因是___。
②滴定终点的现象为___。
③该产品的纯度为___。
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