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、非金属元素在化学中具有重要地位,请回答下列问题:
(1)氧元素的第一电离能比同周期的相邻元素要小,理由________。
(2)元素X与硒(Se)同周期,且该周期中X元素原子核外未成对电子数最多,则X为_____(填元素符号),其基态原子的电子排布式为_______。
(3)臭齅排放的臭气主要成分为3-MBT-甲基2丁烯硫醇,结构简式为()1mol 3-MBT中含有
键数目为_______NA(NA为阿伏伽德罗常数的值)。该物质沸点低于(CH3)2C=CHCH2OH,主要原因是_______。
(4)PCl5是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子;熔体中P-Cl的键长只有198pm和206pm两种,试用电离方程式解释PCl5熔体能导电的原因_________,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为__________,该晶体的晶胞如图所示,立方体的晶胞边长为a pm,NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g/cm 3
3、亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯品为棱形结晶,溶于硫酸,遇水易分解,常用于制染料。SO2和浓硝酸在浓硫酸存在时可制备NOSO4H,反应原理为:SO2+HNO3=SO3+HNO2、SO3+HNO2=NOSO4H。
(1)亚硝酰硫酸(NOSO4H)的制备。
①打开分液漏斗I中的旋塞后发现液体不下滴,可能的原因是_______。
②按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为_______ (填仪器接口字母,部分仪器可重复使用)。
③A中反应的方程式为_______。
④B中“冷水”的温度一般控制在20°C,温度不易过高或过低的原因为_______。
(2)亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯度的测定。称取1.500g产品放入250 mL的碘量瓶中,并加入100.00 mL浓度为0.1000 mol·L-1的KMnO4标准溶液和10 mL25%的H2SO4,摇匀;用0.5000 mol·L-1 Na2C2O4标准溶液滴定,滴定前读数1.02 mL,到达滴定终点时读数为31.02 mL。
已知:
i.__KMnO4+__NOSO4H+__=__K2SO4+__MnSO4+__HNO3+__H2SO4
ii.2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+8H2O
①完成反应i的化学方程式:_______KMnO4+_______NOSO4H+_______=_______K2SO4+_______MnSO4+_______HNO3+_______H2SO4
②滴定终点的现象为_______。
③产品的纯度为_______。(保留3位有效数字)
4、为测定硫酸亚铁铵(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体纯度,某学生取mg硫酸亚铁铵样品配置成500mL溶液,根据物质组成,甲、乙、丙三位同学设计了如下三个实验方案,请回答:
(甲)方案一:取20.00mL硫酸亚铁铵溶液于锥形瓶,用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4溶液进行滴定。
(乙)方案二:取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。
(1)方案一的离子方程式为 ;
判断达到滴定终点的依据是 ;
(2)方案二的离子方程式为 ;若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因为 ,如何验证你的假设 。
(丙)方案三:(通过NH4+测定)实验设计图如下所示。取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验。
(3)①装置 (填“甲”或“乙”)较为合理,判断理由是
。量气管中最佳试剂是 (填字母编号。如选“乙”则填此空,如选“甲”此空可不填)。
A.水 B.饱和NaHCO3溶液 C.CCl4
②选用该装置会导致测量值总是偏大一些,分析原因 。
③若测得NH3的体积为VL(已折算为标准状况下),则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为
(列出计算式即可,不用简化)。
5、化学上把外加少量酸、碱,而pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液。
I.现有25℃时,浓度均为的
和
的缓冲溶液,pH=4.76,回答下列问题:[25℃时
,
为盐的水解常数]
(1)25℃时_______(写表达式),计算
_______(保留三位有效数字)。
(2)该缓冲溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______。
(3)用1.0L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液中c(H+)_______mol/L。
(4)改变下列条件,能使稀溶液中
保持增大的是_______。
a.升温 b.加入NaOH固体 c.稀释 d.加入CH3COONa固体
II.人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()维持pH稳定。已知正常人体血液在正常体温时,
的一级电离常数
,
,
。由题给数据可算得正常人体血液的pH约为_____,当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中
的值将___(填“变大”“变小”或“不变”)。
6、1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才.现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0.当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示.
回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2;则反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)合成氨的平衡常数表达式为____________,平衡时,M点NH3的体积分数为10%,则N2的转化率为____________(保留两位有效数字).
(3)X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中,Y轴表示____________(填“温度”或“压强”),判断的理由是____________。
(4)若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
容器编号 | 实验条件 | 平衡时反应中的能量变化 |
Ⅰ | 恒温恒容 | 放热Q1kJ |
Ⅱ | 恒温恒压 | 放热Q2kJ |
Ⅲ | 恒容绝热 | 放热Q3kJ |
下列判断正确的是____________
A.放出热量:Ql<Q2<△Hl
B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ
D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmL amoI.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”).
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-.写出负极的电极反应式____________。
7、碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用,如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理,实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);
水电解反应:2H2O(1) 2H2(g) +O2(g)。
(1)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①该反应的平衡常数K随温度降低而________(填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是_____。
A.混合气体密度不再改变 B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为_______。(不必化简,用平衡分,压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化率的是____(填标号)。
A.适当减压 B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+4H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol,Bosch反应的△H=_____kJ/mol。(生成焓指一定条件下由对应单质生成lmol化合物时的反应热)
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是______________。若使用催化剂,则在较低温度下就能启动。
③Bosch反应的优点是_______________。
8、氮及其化合物在工业生产和国防建设中有广泛应用。回答下列问题:
(1)氮气性质稳定,可用作保护气。请用电子式表示氮气的形成过程:
。
(2)联氨(N2H4)是一种还原剂。已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol。试结合下表数据,写出N2H4 (g)燃烧热的热化学方程式: 。
化学键 | N—H | N—N | N=N | N≡N | O=O | O—H |
键能(kJ/mol) | 390.8 | 193 | 418 | 946 | 497.3 | 462.8 |
(3)KCN可用于溶解难溶金属卤化物。将AgI溶于KCN溶液中,形成稳定的Ag(CN)2—,该转化的离子方程式为: 。若已知Ksp(AgI)=1.5×10—16,K稳[Ag(CN)2—]=1.0×10-21,则上述转化方程式的平衡常数K= 。(提示:K稳越大,表示该化合物越稳定)
(4)氨的催化氧化用于工业生产硝酸。该反应可设计成新型电池,试写出碱性环境下,该电池的负极电极反应式: 。
(5)将某浓度的NO2气体充入一恒容绝热容器中,发生反应2NO2 N2O4其相关图像如下。
①0~3s时v(NO2)增大的原因是 。
②5s时NO2转化率为 。
9、二氧化锰是电池工业的一种非常重要的原料
(1)电解含纳米颗粒的酸性
溶液可以制备掺铝二氧化锰。悬浮纳米
颗粒会在电场作用下向电极移动,与生成的
共沉淀。
①写出生成的电极反应式___________。
②电解液中纳米颗粒表面所带电荷的电性为___________。
(2)溶液(含
、
等杂质)经除铁、沉锰得
固体,煅烧
可得到较纯
。
①除铁时加入软锰矿(主要成分是)能除铁,原因是___________。
②已知沉淀是一种白色胶状固体,在空气中受热也可转化为
。沉锰时将
转化为
而不转化为
的原因是___________。
③如图是的一种晶型的晶胞,该晶胞中
所围成的空间构型是___________。
(3)测定软锰矿中含量的方法如下:
步骤一:称取0.1500g软锰矿样品于碘量瓶中,加适量硫酸及足量碘化钾溶液充分反应。
步骤二:待反应完全后加入少量淀粉溶液,用溶液滴定至终点,消耗
溶液22.00mL。
计算软锰矿中的质量分数__________,写出计算过程。
已知:(未配平)
10、水合肼(N2H4·H2O)又名水合联氨,无色透明,具有腐蚀性和强还原性的碱性液体,它是一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为:
CO(NH2)2+2NaOH+NaC1O==N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl。
实验1:制备NaClO溶液。(已知:3NaClO2NaCl+NaClO3)
(1)图甲装置I中烧瓶内发生反应的化学方程式为_______________________。
(2)用NaOH固体配制溶质质量分数为30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外还有________________。(填标号)
a.烧杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.烧瓶
(3)图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是_________________。
实验2:制取水合肼。
(4)图乙中若分液漏斗滴液速度过快,部分N2H4·H2O会参与A中反应并产生大量氮气,降低产品产率。写出该过程反应生成氮气的化学方程式:________________________。充分反应后,蒸馏A中溶液即可得到水合肼的粗产品。
实验3:测定馏分中水合肼的含量。
(5)称取馏分3.0g,加入适量NaHCO3固体(滴定过程中,调节溶液的pH保持在6.5左右),加水配成250mL溶液,移出25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2~3滴淀粉溶液,用0.15 mol·L-1的碘的标准溶液滴定。(已知:N2H4·H2O+2I2==N2↑+4HI+H2O)
①滴定时,碘的标准溶液盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是_________。(填标号)
a.锥形瓶清洗干净后未干燥
b.滴定前,滴定管内无气泡,滴定后有气泡
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
d.盛标准液的滴定管水洗后,直接装标准液
③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为_______________________。
11、硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑ ①
NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑ ②
(1)根据反应①,每产生22.4 L(标准状况下)CO2,吸收液质量将增加_____________g。
(2)配制1000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO3·10H2O_____________g。
(3)现有1000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收硝酸工业尾气,每产生22.4 L(标准状况)CO2时,吸收液质量就增加44 g。
① 计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比。
② 1000 g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后,蒸发掉688 g水,冷却到0℃,最多可析出NaNO2多少克?(0℃时,NaNO2的溶解度为71.2g/100g水)
12、锌烟灰是铅、锌及钢铁冶金过程中的一种中间产物,主要成分是ZnO、PbO、FexO,还含有少量的Mn、Cu、F等元素。现以锌烟灰为原料制备碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)“浸出”时,氧化锌发生反应的离子方程式为_______。
(2)浸出渣的主要成分是_______。
(3)“除氟”时,使用过量硫酸钙的目的是_______。
(4)“氧化”时,过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]将Fe2+转化为Fe3+,将Mn2+转化为MnO2沉淀,其中Mn2+发生反应的离子方程式为_______;再通过NH4HCO3调节溶液的pH=_______,可使铁元素全部转化为Fe(OH)3沉淀。(已知:①c(Fe3+)≤10-5 mol·L-1时,铁元素沉淀完全;②Ksp[Fe(OH)3]=10-38)
(5)“沉淀”时,温度控制在46℃左右,不宜过高的原因可能是_______(合理即可);碳酸氢铵过量系数(即用量为理论量的倍数)对沉锌的影响较大,不足或过量都可降低沉淀率。已知碳酸氢铵的过量系数与沉锌率的关系如图所示,则此实验应采用的碳酸氢铵过量系数为_______;“沉淀”时,产物之一为无色无味的气体,则沉淀时发生反应的化学方程式为_______。
13、高氯酸铵(AP)常用作固体火箭推进剂。工业上用电解—复分解法制备AP的工艺流程如图所示。
已知:Ksp(BaCrO4)=2.4×10-10,Ksp(CaCrO4)=2.3×10-2。
回答下列问题:
(1)NaClO3的化学名称为_______。“溶解”时需要加热的原因除提高NaClO3溶解度外,还可_______。
(2)为减少副反应的发生,“除杂”时可选用的试剂为_______(填标号)。
a.Ba(OH)2 b.BaCl2 c.Ca(OH)2 d.CaCl2
(3)“电解”时,ClO在阳极发生的电极反应方程式为_______。“电解”后仍有NaClO3未反应,可以通过加入酸化的H2O2进一步纯化,该反应中NaClO3被还原为ClO2,则氧化剂与还原剂物质的量之比为_______。
(4)“制备”时的化学反应方程式为_______。
(5)为提高原料利用率和产品纯度,母液应先除_______(填化学式)再循环使用。
(6)还可采用高纯度的高氯酸以喷雾形式与氨气反应制备AP。与原流程相比,优点是_______(任写出一条)。
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