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、己二酸是合成尼龙-66的主要原料之一。实验室合成己二酸的原理、有关数据及装置示意图如下:3+8HNO3 —→ 3
+8NO↑+7H2O
实验步骤如下:
Ⅰ.在三口烧瓶中加入16 mL 50%的硝酸(密度为1.31 g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4 mL环己醇。
Ⅱ.水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60 ℃~65 ℃之间。
Ⅲ.当环己醇全部加入后,将混合物用80 ℃~90 ℃水浴加热约10 min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止。
Ⅳ.趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤、干燥、称重。
请回答下列问题:
(1)装置b的名称为 ,使用时要从 (填“上口”或“下口”)通入冷水;滴液漏斗的细支管a的作用是
(2)本实验所用50%的硝酸的物质的量浓度为 ;实验中,氮氧化物废
气(主要成分为N02和NO)可以用NaOH溶液来吸收,其主要反应为:
2N02+2NaOH=NaN02+NaN03+H20和NO+N02+2NaOH=2NaN02+H20
其中NaOH溶液可以用Na2C03溶液来替代,请模仿上述反应,写出Na2C03溶液吸收的两个方程式:
;
(3)向三口烧瓶中滴加环己醇时,反应温度迅速上升,为使反应温度不致过高,必要时可采取的措施是 。
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用 和 洗涤晶体。
3、锑白(Sb2O3)在工业中有着广泛的作用。用辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有少量SiO2)制备锑白的两种工艺如下:
I.火法制取锑白,是将辉锑矿装入氧化炉的坩埚中,高温使其熔化后通入空气,充分反应后,经冷却生成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式:________________________________________。
Ⅱ. 湿法制取锑白的工艺流程如图:
已知:
①Sb3+与Fe2+的氧化性强弱相当
②常温下:
化合物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Sb(OH)3 |
Ksp近似值 | 8×10-16 | 4×10-26 | 4×10-42 |
③Sb2O3为白色粉末,不溶于水,溶于酸和强碱。
④水解时保持溶液的c(H+)=0.1~0.3mol/L
(1)浸出是将辉锑矿溶于FeCl3溶液,请写出其中发生的氧化还原反应离子方程式_____________________________________________。滤渣的成分为______________________。
(2)采用铁粉作为还原剂进行还原,其目的是除去溶液中的离子___________(填离子符号),还原反应结束后,可用______________溶液来检验还原是否彻底。
(3)SbCl2是无色晶体,100升华,分子中所有原子都达到8e-稳定结构,请写出SbCl2的电子式____________________。
水解是利用SbCl2的水解反应制取Sb2O3(SbCl2的水解分为多步),其反应可以简单表示为:
SbCl3+3H2OSb(OH)2+3HCl,2Sb(OH)2=Sb2O3+3H2O
为了促进水解趋于完全,可采取的措施(填两点):_____________________
(4)简述检验沉淀是否洗净的实验方法:__________________________________________。
(5)若不加铁还原,则最终所得锑白的产率将_____________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
4、回答下列问题:
(1)乙醇的挥发性比水的强,原因是_______。
(2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强,原因是_______。
5、以碳酸镁(含少量)为原料制取硫酸镁晶体,并测定
含量:将原料完全溶于一定量的稀硫酸中,加足量的
后用
调节溶液的
,静置后过滤,除去滤渣,将滤液结晶得硫酸镁晶体。
(1)的稀硫酸至少能溶解原料的质量为______。
(2)加调节
促进
水解,写出总反应的离子方程式为______。
(3)已知:,
。室温下,若溶液中
,欲使溶液中的
,需调节溶液
范围为______。
(4)常采用下列方法测定结晶硫酸镁中的含量:
已知:①在为9~10时,
、
均能与
形成配合物
②在为5~6时,
除了与
反应,还能将
与
形成的配合物中的
“置换”出来:
步骤1:准确称取得到的硫酸镁晶体加入过量的
,配成
在9~10之间溶液
步骤2:准确移取溶液
于锥形瓶中,用
标准溶液滴定,滴定到终点,消耗标准溶液的体积为
步骤3:准确移取溶液
于另一只锥形瓶中,调节
在5~6;用
标准溶液滴定,滴定至终点,消耗
标准溶液的体积为
。
计算该结晶硫酸镁中的质量分数(请给出计算过程)。____________。
6、一定条件下,在容积恒为2.0L的容器中,Fe和CO2发生如下反应: CO2(g) + Fe(s) FeO(s) + CO(g),若起始时向容器中加入1mol CO2,5.0 min后,容器内气体的相对平均分子量为32,则这段时间内ν(CO2)=_____________。
①下列说法不正确的是_______
a 当混合气体的密度不变时说明反应达到了平衡
b 混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡
c 平衡后移除二氧化碳时,正反应速率一直减小直至建立新的平衡
d 平衡后缩小容器的体积,正逆反应速率不变,平衡不移动
②待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向_________移动(选填“正向”、 “逆向”、或“不”),二氧化碳的转化率________(填“增大”,“减小”或“不变”),CO的物质的量____(选填“增大”,“减小”或“不变”)。
7、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)。_______
8、氯化钡是白色的晶体,易溶于水,微溶于盐酸和硝酸,难溶于乙醇和乙醚,易吸湿,需密封保存。工业上制备BaCl2·2H2O有如下两种途径:
途径1:以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,流程如下:
(1)写出“溶解”时反应的化学方程式方程式:________________________。
(2)“高温焙烧”时必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是_____________。
(3)结晶得到的晶体,需用乙醇洗涤的理由是_______________________。
途径2:以毒重石(主要成分BaCO3,含CaCO3、MgCO3、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料,流程如下:
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
| Ca2+ | Mg2+ | Fe3+ |
开始沉淀时的pH | 11.9 | 9.1 | 1.9 |
完全沉淀时的pH | 13.9 | 11.1 | 3.7 |
(4)滤渣I的成分为________(填化学式)。
(5)滤渣II中含_________(填化学式)。过滤析出后,滤液中含有的Mg2+浓度为_______。
(6)加入H2C2O4时应避免过量,其原因是为了防止生成______(填化学式)。
9、氟化钡可用于制造电机电刷、光学玻璃、光导纤维、激光发生器。以钡矿粉(主要成份为BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等杂质)制备氟化钡的流程如下:
已知:常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:3.4、12.4。
(1)滤渣A的化学式为_____
(2)滤液1加H2O2氧化过程主要反应的离子方程式为_______________________。
(3)加20%NaOH溶液调节pH=12.5,得到滤渣C的主要成分是____________________。
(4)滤液3加入盐酸酸化后再经_____、冷却结晶、_______、洗涤,真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O晶体。
(5)常温下,用BaCl2·2H2O配制成0.2mol/L水溶液与等浓度的氟化铵溶液反应,可得到氟化钡沉淀。请写出该反应的离子方程式__________________。己知Ksp(BaF2)=1.84×10-7,当钡离子完全沉淀时(即钡离子浓度≤10-5L),至少需要的氟离子浓度是_____ mol/L (结果保留三位有效数字)。(己知=1.36)
(6)己知:Ksp (BaCO3 =2.58×10-9,Ksp (BaSO4)=1.07×10-10。将氯化钡溶液滴入等物质的量浓度的硫酸钠和碳酸钠混合液中,当BaCO3开始沉淀时,溶液中 =_______。(结果保留三位有效数字)
10、铝是人类生活中继铜、铁之后又一个重要的金属。工业上冶炼金属铝的原料来源于自然界中重要的矿物质钒土(主要成分:Al2O3;还有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等杂质)。从钒土中提取得到Al2O3的工艺流程如下图所示:
请回答下列问题:
(1)固体A所含物质的化学式(或分子式)是 。
(2)写出溶液A与足量气体B反应的离子方程式 。
(3)工业冶炼金属铝通常用石墨碳块作电解槽的阳极,请你根据电解原理解释电解冶炼铝的过程中,需要定期补充阳极碳块的原因 。
(4)Al2O3的熔点很高,因而在工业冶炼时,需将Al2O3熔于熔化的冰晶石(Na3AlF6)中进行电解。请写出电解过程中阴极的电极反应式 。工业上通常将Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸来制取冰晶石,反应时放出CO2气体,写出该反应的化学方程式 。
(5)有一位同学查阅资料发现,AlCl3的熔点很低。他提出:可通过电解熔融状态的AlCl3制取金属铝。你认为他提出的方案是否可行?为什么? 。
(6)某企业用上述工艺流程进行生产,每10.0t钒土可得到金属铝1.35t。如果不考虑生产过程的损耗,请你计算钒土中Al2O3的质量分数 。
11、合成氨的原料气N2和H2通常是以焦炭、水和空气为原料制取的,其主要反应是:①2C+O22CO②C+H2O(g)
CO+H2③CO+H2O(g)
CO2+H2,某次生产中将焦炭、H2O(g)和空气(设空气中N2和O2的体积比为4:1)混合反应,所得气体产物经分析,组成如表:
气体 | CO | N2 | CO2 | H2 | O2 |
常温常压下体积(m3) | x | 20 | 19 | 60 | 1.0 |
(1)求表中数据x=___。
(2)已知常温常压下,1mol气体的体积为24.5L,求该生产中参加反应的焦炭的质量___kg。
12、第四周期第VIII族元素在古代和现代被广泛应用。回答下列问题:
(1)据古文献记载:宣德时期青花瓷使用的颜料“苏勃泥青”是从一种进口钴毒矿[主要成分:(FeCo)xAsS]中提取出来的。
①基态Co原子的价电子排布式为_______。
②无水CoCl2的熔点是735℃,沸点1049℃,CoCl2属于_______晶体;砷酸根离子(AsO)的空间构型为_______。
(2)下列状态的铁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是_______。
A.[Ar]3d64s1 B.[Ar]3d64s2 C.[Ar]3d74s1 D.[Ar]3d6
(3)鉴定Ni2+的特征反应是将丁二酮肟加入Ni2+盐溶液中,生成鲜红色的螯合物M,M结构如图所示:
①组成M的五种元素中,电负性最大的是_______。
②图中各微粒间不存在的作用力有_______(填标号)。
a.配位键 b.极性键 c.非极性键 d.π键 e.离子键 f.氢键
(4)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)可用于检验铁陨石中铁元素价态。与配体CN-原子总数相等的等电子体是_______,1mol[Fe(CN)6]3-中含有的σ键数目为_______(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(5)一种铁氮化合物具有高磁导率,可用于制电子元件。该化合物密度为ρg·cm-3,其结构如图所示:
①该铁氮化合物的化学式为_______。
②计算Fe(II)构成正八面体的体积为_______cm3。
13、以为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
I.汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生反应生成无毒的和
。
(1)已知:
①
②CO的燃烧热
则反应③
___________。
(2)某研究小组在三个容积为5L的恒容密闭容器中,分别充入0.4molNO和0.4molCO,发生反应③。在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:
①条件:曲线III相比曲线II改变的条件为_____,T1_____T2(填“<”“=”或“>”)。
②反应速率:a、b、c三点逆反应速率由大到小的顺序为______。
③T2时的平衡常数Kc______。
II.是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究
的分解反应
对环境保护有重要意义。
(3)碘蒸气存在能大幅度提高的分解速率,反应历程为:
第一步快速平衡,平衡常数为
第二步慢反应
第三步快速平衡
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。实验表明,含碘时分解反应的速率方程
(k为速率常数)。
①k=___________(用含和
的代数式表示)。
②下列表述正确的是___________。
a.IO为反应的中间产物
b.碘蒸气的浓度大小不会影响的分解速率
c.第二步对总反应速率起决定作用
d.催化剂会降低反应的活化能,从而影响△H
(4)清华大学曹天宇等人研究的基于固体氧化物电解池(SOEC)的电化学还原技术工作原理如图所示,该技术的目标反应物是空气中比较稀薄的
,因此存在
与
竞争的电化学还原反应,写出阴极发生的电极反应式:___________。
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