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、亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业,也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用NOx表示)制备亚硝酸钠,简易流程如图。
已知:NO2+NO+Na2CO3=2NaNO2+CO2,2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2
(1)利用饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应可制得N2,该反应的化学方程式为______;实验时装置B中应间断性通入适量的O2,其目的是______。
(2)装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是______;NO不能单独被纯碱溶液吸收,为了使NOx完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高,x=______。
(3)装置D的作用是______,采用“倒置漏斗”措施的目的是______。
(4)设计实验探究NaNO2的性质。实验完毕后,从装置C中分离出NaNO2固体粗产品(不含Na2CO3杂质),取少量上述产品配制成溶液,分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验,实验操作及现象、结论如表。
实验 | 实验操作及现象 | 结论 |
甲 | 滴入无色酚酞溶液中,无色酚酞溶液变红 | HNO2是弱酸 |
乙 | 滴入少量酸性KI-淀粉溶液中,振荡,酸性KI-淀粉溶液变蓝 | 酸性条件下NO |
丙 | 滴入少量酸性KMnO4溶液中,振荡,酸性KMnO4溶液褪色 | 酸性条件NO |
上述实验______(填标号)的结论不可靠,理由是______。经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO的形式存在,酸性KMnO4溶液与NO
反应的离子方程式为______。
(5)吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度,根据朗伯-比耳定律确定物质溶液的浓度。亚硝酸钠标准曲线数据如表所示。(已知:稀溶液的吸光度与浓度成正比)
标准使用液浓度/(μg•mL‑1) | 取标准液体积/mL | 相当于亚硝酸钠的质量/μg | 吸光度A |
1 | 4.00 | 4 | 2.7045 |
取0.001gNaNO2样品溶于蒸馏水配成1000mL稀溶液,取4.00mL该稀溶液测得吸光度为2.7000,对比标准曲线数据可知,该亚硝酸钠产品纯度为______(列出计算式即可,已知1μg=10-6g)。
3、利用周期表中同主族元素的相似性,可预测元素的性质。
(1)P元素的基态原子有______个未成对电子,白磷的分子式为P4,其结构如图甲所示。科学家目前合成了N4 分子,N 原子的杂化轨道类型是______,N-N 键的键角为_____;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,推测其用途为____________。
(2)N、P、As 原子的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(3)立方氮化硼晶体的结构如图乙所示。该晶体中,B原子填充在N原子的______(填空间构型名称)空隙中,且占据此类空隙的比例为________(填百分数)。
(4)N与As是同族元素,B与Ga是同族元素,立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似,两种晶体中熔点较高的是________;立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm,则其密度为____g·cm-3(用含a 的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
4、四种短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,请结合表中信息用化学用语回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置为______________________。
(2)W、X、Y、Z元素所对应离子半径由大到小的顺序为____________________;
(3)Y元素和W元素形成的化合物YW一种新型无机材料,可与烧碱溶液反应产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,写出有关的化学方程式____________________;
(4)①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是____________________ (填序号);
a.最高价氧化物的水化物碱性强弱
b.相应硫酸盐水溶液的PH
c.单质与水反应的难易程度
d.单质与酸反应时失去的电子数
②由X、Y、氧三种元素所组成的化合物,能与盐酸以1:4反应生成两种常见盐和水,写出该化合物的化学式____________________;
(5)W的一种氢化物HW3可用于有机合成,其酸性与醋酸相似。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物混合,混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________。
(6)常温下,23gX单质在空气中燃烧,再恢复到常温,放出aKJ能量,写出X单质有关燃烧热的热化学方程式___________________________________________________。
5、气态亚硝酸(HNO2或HONO)是大气中的一种污染物。
(1)亚硝酸的电离平衡常数Ka=6.0×10﹣6,其电离方程式为________。
(2)亚硝酸分子中各原子最外层电子均达到稳定结构,其电子式为________。
(3)亚硝酸进入人体可以与二甲胺[(CH3)2NH]迅速反应生成亚硝酸胺[CH3)2N-N=O],亚硝酸胺是最重要的化学致癌物之一。
① 亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的一种反应机理如下:
HONO+
过程ⅰ和过程ⅱ的反应类型分别为:________、消去反应。
② 上述反应机理的反应过程与能量变化的关系如图:
亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的反应ΔH________0(填“>”或“<”)。反应难度更大的是过程________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
6、氮及其化合物在自然界中存在循环,请回答下列问题:
(1)氮元素在周期表中的位置是_______,氮原子核外电子共占据_______个轨道,最外层有_______种不同能量的电子。
(2)氨气分子的空间构型为_______,氮的最高价氧化物对应水化物的酸性比磷酸的酸性_______(填“强”或者“弱”)。
(3)工业合成氨反应的化学平衡常数表达式为_______。一定条件下,在容积为2L的密闭容器中模拟该反应,测得10min时氮气为0.195mol,请计算0 ~ 10min的氨气的化学反应速率为_______。据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是_______(用文字表达)。
(4)工业上用氨水吸收SO2尾气,若最终得到(NH4)2SO4,则该溶液中c(NH)与c(SO
)之比_______2:1(选填“>”、“<”、“=”),请结合离子方程式解释其原因_______。
7、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)
8、随着社会经济的发展,人们生活水平的提高和对环境要求的加强,来源广泛的高氨氮废水(主要含有NH4+)处理越来越受到重视。对于高氨氮废水的处理有多种方法。
(1)吹脱法:
使用吹脱法时需要在①中加入碱,写出发生的离子反应方程式______________________。
(2)MAP沉淀法:
①使用化学沉淀剂处理高氨氮废水时,向高氨氮废水中投入含有Mg2+的物质和H3PO4,调节溶液pH,与NH4+反应生成MgNH4PO4(MAP)沉淀。为有效控制溶液PH,并考虑污水处理效果,则最好选用下列物质中_____。
A MgO B MgSO4 C MgCl2
②控制溶液PH的合理范围为____________________
③从溶解平衡角度解释PH过高或过低不易形成沉淀MAP的原因(已知PO43-在酸性较强条件下以HPO42-形式存在)_______________
(3)生物脱氮传统工艺:
①在有氧气的条件下,借助于好氧微生物(主要是好氧菌)的作用生成NO3-,写出反应的离子方程式_________________________。
②在无氧的酸性条件下,利用厌氧微生物(反硝化菌)的作用使NO3-与甲醇作用生成N2,达到净化水的目的。写出离子方程式____________________________。
9、近日,《自然—通讯》发表了我国复旦大学魏大程团队开发的一种共形六方氮化硼修饰技术,可直接在二氧化硅表面生长高质量六方氮化硼薄膜。
(1)下列N原子的电子排布图表示的状态中,能量最高的是___,能量最低的是___(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(2)第二周期主族元素中,按第一电离能大小排序,第一电离能在B和N之间的元素有___种。
(3)Na与N形成的NaN3可用于制造汽车的安全气囊,其中阴离子的空间构型为___,Na在空气中燃烧则发出黄色火焰,这种黄色焰色用光谱仪摄取的光谱为___光谱(填“发射”或“吸收”)。
(4)已知NH3分子的键角约为107°,而同主族磷的氢化物PH3分子的键角约为94°,试用价层电子对互斥理论解释NH3的键角比PH3的键角大的原因:___。
(5)BH3·NH3是一种有效、安全的固体储氢材料,可由BH3与NH3反应生成,B与N之间形成配位键,氮原子提供___,在BH3·NH3中B原子的杂化方式为___。它的性质与乙烷有所不同:在标准状况下为无色无味的白色固体,在水中溶解度也较大,其原因是___。
(6)立方氮化硼属于原子晶体,其晶胞结构如图1所示,可认为氮原子处于硼原子围成的某种空隙中,则氮原子处于硼原子围成的___(填空间结构)空隙中。图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”标明N的相对位置___。
已知立方氮化硼的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中硼原子与氮原子的最近距离为___nm。(只要求列算式)
10、二氯化二硫(S2Cl2)是一种重要的化工原料,常用作橡胶硫化剂,改变生橡胶受热发粘、遇冷变硬的性质。查阅资料可知S2Cl2具有下列性质:
(1)制取少量S2Cl2
物理性质 | 毒性 | 色态 | 挥发性 | 熔点 | 沸点 |
剧毒 | 金黄色液体 | 易挥发 | -76℃ | 138℃ | |
化学性质 | ①300℃以上完全分解; ②S2Cl2+Cl2 ③遇高热或与明火接触,有引起燃烧的危险; ④受热或遇水分解放热,放出腐蚀性烟气; |
实验室可利用硫与少量氯气在110~140℃反应制得S2Cl2粗品。
①仪器m的名称为___________,装置F中试剂的作用是__________。
②装置连接顺序:A→_______________→E→D。
③实验前打开K1,通入一段时间的氮气排尽装置内空气。实验结束停止加热后,再通入一段时间的氮气,其目的是_____________。
④为了提高S2Cl2的纯度,实验的关键是控制好温度和_____________。
(2)S2Cl2遇水强烈反应产生烟雾,该反应的化学方程式2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl↑甲同学为了验证两种气体产物,将水解生成的气体依次通过硝酸银与稀硝酸的混合溶液、品红溶液、NaOH溶液,该方案_________(填“可行”或“不可行”),原因是___________。
(3)某同学为了测定S2Cl2与水反应后生成的气体X在混合气体中的体积分数,设计了如下实验方案:
①W溶液可以是____________(填标号)。
aH2O2溶液 bKMnO4溶液(硫酸酸化) c氯水
②该混合气体中气体X的体积分数为_____________(用含V、m的式子表示)。
11、海水中含有较为丰富的Mg2+,利用晒盐之后的母液制备Mg。某兴趣小组探究:要将镁离子沉淀完全通常是“把镁离子转化为氢氧化镁沉淀,而不是碳酸镁沉淀”的原因。已知晒盐之后的母液中c(Mg2+)=1.0×10-3mol/L,模拟工业过程,采用Na2CO3或石灰乳来沉降其中的Mg2+。室温下,相关的物理数据见表(各饱和溶液密度近似为1g/mL)。
| 溶解度 | 溶度积常数Ksp |
Na2CO3 | 26.5g |
|
Ca(OH)2 | 0.37g |
|
Mg(OH)2 |
| 1.0×10-11 |
MgCO3 |
| 2.50×10-4 |
已知:
Mg(OH)2(s)Mg2+(ag)+2OH-(aq)Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)
MgCO3(s)Mg2+(ag)+2CO
(aq)Ksp=c(Mg2+)·c(CO
)
(1)资料显示,在室温下用石灰乳调节pH=12.4时镁离子沉淀完全,请通过计算说明碳酸钠能否达到相同的沉淀效果___。
(2)模拟工业过程,母液中c(Mg2+)=1.0×10-3mol/L,1L母液中加入1molNaOH,Mg2+的沉积率为a%,加入1molNa2CO3,Mg2+的沉积率为b%,则a:b约为___(不考虑溶液体积变化,沉积率=沉积量:初始量)
12、以固体为原料制备纯
,其部分实验过程如下:
已知:①;
②,
有两性,
;
③
。
(1)“酸溶”后再“氧化”可提高氧化速率,理由是___________。
(2)“氧化”时产生气体中还有一定量。
转化为
反应的离子方程式为___________。
(3)若“氧化”不充分,“沉钯”时所得的产率降低,其原因是___________;氧化液中Pd的浓度一定,为提高
的产率,“沉钯”时需控制的条件有:反应的温度、___________。
(4)可用作乙烯氧化制乙醛的催化剂,其部分反应机理如下:
。形成配位键时,配体中电子云密度较大的区域易进入中心原子(或离子)的空轨道。乙烯分子与Pd2+形成的配位键中,乙烯分子提供电子对的区域是___________。
(5)已知:受热易水解,能与盐酸反应生成
溶液;
固体受热至175℃会分解为
。请补充完整制备
的实验方案:取沉钯后过滤所得
,___________,得到干燥的
粉末。实验中须使用的试剂:热蒸馏水、浓盐酸、
溶液、稀
。
13、砷(As)是广泛存在的非金属元素,砷污染对人体健康危害巨大。某黄金冶炼厂的高浓度含砷酸性废水(主要含H2SO4、H3AsO3、 H3AsO4及其盐)处理工艺流程如图所示。
已知:①砷酸的钙盐较亚砷酸的钙盐更难溶于水;
②含砷废水排放标准:As的质量浓度小于0.5mg·L-1或物质的量浓度小于6.7×10-6mol·L-1。
回答下列问题:
(1)砷与氮、磷是同主族元素,砷的原子结构示意图为_______。
(2)“中和硫酸"阶段,加入石灰乳调节pH≤2,所得滤渣1符合《危险废物鉴别标准》中非危险固体废物要求,可用作水泥生产添加剂。滤渣1主要成分的化学式为_______ ;若调节pH过高,将使滤渣1不符合非危险固体废物要求,原因是_______。
(3)“氧化沉砷”阶段,先加入漂白粉将亚砷酸氧化,反应的离子方程式为_______;再用石灰乳调节pH约为12.5,析出砷酸的钙盐沉淀。若氧化不充分,会使该阶段处理后废水中的含砷量_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”);若滤渣2的主要成分为Ca5(AsO4)3OH,常温下Ksp为1×10-38,则其溶解度S=_______mol/L(列出计算式即可),堆放过程中该滤渣被水浸泡,测得浸泡液的pH≥_______时,可说明该浸泡液已被砷污染(含砷量超标)。
(4)加入聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺,高分子可聚集生成的砷酸铁、氢氧化铁等共沉淀,进一步去除残留砷。聚合硫酸铁是一种无机高分子禦凝剂,可由硫酸亚铁溶液经(氯酸钾、硫酸混合溶液)氧化、(硫酸铁)水解、聚合共三步反应生成。其中聚合反应的化学方程式为mFe2(OH)n(SO4)3-n/2=[Fe(OH)n(SO4)3-n/2] m,分别写出第一步反应的离子方程式和第二步反应的化学方程式_______、_______。
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