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、工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有__________________(写一条)。
(2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,其作用是______________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol•L-1,滤液中残留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕,
(4)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol•L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______________。
(5)沉锰工序中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是______________________。
(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是___________________。副产品A的化学式是________。
3、某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
| C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________。
(2)装置B中的试剂是____________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物____________(填化学式)的量增加;装置D可采用____________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(3)装置中球形冷凝管的作用为____________,写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式____________。
(4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行____________。
(5)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol•L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为____________(计算结果保留三位有效数字)。
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-═CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2═H++2I-+CO2↑
I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
(6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的是____________
a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小
b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱
c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大
4、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量Fe2O3 、FeCO3 、MgO、CaO等,生产工艺流程图如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是___________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
□Fe(OH)2+ □____+ □_____="=" □Fe(OH)3+ □Cl_
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H ,化学式式量为89,化学式是_______ 。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为______ 。
| Mg(OH)2
| Zn(OH)2
| MgCO3
| CaCO3
|
开始沉淀的pH
| 10.4
| 6.4
| —
| —
|
沉淀完全的pH
| 12.4
| 8.0
| —
| —
|
开始溶解的pH
| —
| 10.5
| —
| —
|
Ksp
| 5.6×10-12
| —
| 6.8×10-6
| 2.8×10-9
|
(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是_________(选填序号)。
a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为 ______ 、_______ 、过滤,洗涤,干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于 。
5、我国在古代就会使用热还原法冶炼金属锡,反应的化学方程式为:
(1)作还原剂的物质是_______,碳元素的化合价_______(填“升高”或“降低”)。
(2)反应中每生成,消耗
的物质的量是_______
,转移电子的物质的量是_______mol。
6、已知A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增,前四种元素为短周期元素。A位于元素周期表s区,电子层数与未成对电子数相等;B基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每轨道中的电子总数相同;D原子核外成对电子数为未成对电子数的3倍;F位于第四周期d区,最高能级的原子轨道内只有2个未成对电子;E的一种氧化物具有磁性。
(1)E基态原子的价层电子排布式为__________________。第二周期基态原子未成对电子数与F相同且电负性最小的元素名称为____________。
(2)CD3- 的空间构型为_______________。
(3)A、B、D三元素组成的一种化合物X是家庭装修材料中常含有的一种有害气体,X分子中的中心原子采用_____________杂化。
(4)F(BD)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=________。根据等电子原理,B、D 分子内σ键与π键的个数之比为______________。
(5)一种EF的合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中,F位于顶点,E位于面心,该合金中EF的原子个数之比为_________________。若晶胞边长a pm,则合金密度为______________g·cm3(列式表达,不计算)。
7、Ti、Fe、Cr、Mn等均为过渡元素,在生产生活中起着不可替代的重要作用,对其单质和化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一。请回答下列问题:
(1)Cr元素的基态原子电子排布式为_____________________,比较Fe和 Mn的各级电离能后发现,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子______(填“难”或“易”)。
(2)Cu元素处于周期表____________区,向盛有硫酸铜的试管里加入氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,此时的离子方程式为______________,若加入乙醇将析出____________色的晶体,其配离子的离子构型为_____________
(3)某钙钛型复合氧化物(如图1),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe时,这种化合物具有CMR效应(巨磁电阻效应)。用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式:_____________。
(4)有一种蓝色晶体可表示为:[KxFey(CN)z],研究表明它的结构特性是Fe2+、Fe3+分别占据立方体的顶点,自身互不相邻,而CN-位于立方体的棱上,K+位于上述晶胞体心,且K+空缺率为50%(体心中没有K+的占总体心的百分比),其晶体中的阴离子晶胞结构如上图的图2所示,该晶体的化学式可表示为____________。
8、废气中的H2S通过高温热分解可制取氢气:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。现在3L密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
(1)某温度时,测得反应体系中有气体1.3lmol,反应1 min后,测得气体为l.37mol,则tmin 内H2的生成速率为___________。
(2)某温度时,H2S的转化率达到最大值的依据是_____________(选填编号)。
a.气体的压强不发生变化 b.气体的密度不发生变化
c.不发生变化 d.单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多
(3)实验结果如下图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为_____反应(填“放热”或“吸热”)。曲线b随温度的升高,向曲线a通近的原因是_________。在容器体积不变的情况下,如果要提高H2的体积分数,可采取的一种措施是________。
(4)使1LH2S与20L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温,混合气体的体积是______L 。若2gH2S完全燃烧后生成二氧化硫和水蒸气,同时放出29.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是__________________。
9、(1)比较非金属性强弱:C______Cl(填“>”、“<”或“=”),用一个化学方程式说明:______。
(2)Mg2C3可以和水作用生成丙炔,试写出Mg2C3的电子式______。
(3)写出乙醇钠溶液中加入盐酸的化学方程式______。
10、实验室利用四氯化钛气相氧化法制备二氧化钛,装置如图(部分夹持装置已略去)。已知:的熔点为-24.1℃,沸点为136.4℃,在潮湿空气中易水解。回答下列问题:
(1)装置C中仪器a的名称为_______,实验装置从左到右的连接顺序为_______,D装置的作用为_______,C装置的加热方式为_______。
a.温水浴 b.油浴(100-260℃) c.热水浴 d.沙浴温度(400-600℃)
(2)写出B装置三颈烧瓶内发生反应的化学方程式_______。
(3)测定产品中钛含量的方法是:精确称取0.2000 g样品放入锥形瓶中,加入热的硫酸和硫酸铵的混合溶液,使其溶解。冷却,稀释,得到含
的溶液。加入金属铝,将
全部转化为
,加入指示剂,用0.1000 mol·L
溶液滴定至终点。重复操作2次,消耗0.1000 mol·L
溶液的平均值为20.00 mL(已知:
)。
①配制标准溶液时,使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要下图中的_______(填字母代号)。
②滴定时所用的指示剂为_______,产品中钛的质量分数为_______。
11、氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物,已知Cu2O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应,生成Cu2+和单质铜。
(1)现有8克氧化铜被氢气还原后,得到红色固体6.8克,其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是_________;
(2)若将6.8克上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤,可得到固体__________克;
(3)若将6.8克上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应;
①生成标准状况下1.568升的气体(不考虑NO2的溶解,也不考虑NO2与N2O4的转化),则该气体的成分是___________,其物质的量之比是_____________;
②把得到的溶液小心蒸发浓缩,把析出的晶体过滤,得晶体23.68克.经分析,原溶液中的Cu2+有20%残留在母液中.求所得晶体的化学式为____________________。
12、由于油价飙升、能源多样化和能源供应安全需求,以及全球环境问题,使天然气成为一种全球性的能源,也使氢气被视为未来的能源媒介。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应,涉及的主要反应如下:
反应I:CH4(g)+ H2O(g) CO(g) +3H2(g) △H1=+206 kJ·mol-1
反应II:CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H2=+165 kJ·mol-1
反应III:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3
回答下列问题:
(1)△H3=_______。已知(R、C为常数),反应I、II、III的平衡常数与温度T的变化关系如图甲所示,其中表示反应II的是曲线_______(填标号)。
(2)不同压强下,将甲烷和水蒸气按照物质的量之比为1:3的比例投料,测得平衡状态下某物质随温度的变化如图乙所示。图中纵坐标可以表示_______(填“CH4转化率”或“CO2物质的量分数”),压强p1、p2、p3由大到小的顺序是_______。
(3)一定条件下,向恒容容器中以物质的量之比为1:3的比例投入甲烷和水蒸气,达到平衡时,甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%,则H2的物质的量分数x(H2)=_______,反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx=_______。 (可用分数表示)
(4)一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图丙所示,使用特定催化剂只发生反应I,以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质,燃料电池负极的电极反应式为 _______。
13、近期科学家首次发现像大脑样的学习材料—— VO2,某小组以接触法制硫酸的废催化剂(主要成分是V2O5,含少量Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质)为原料制备VO2的流程如下:
已知:①NH4VO3难溶于水,(VO2)2SO4易溶于水;
② +2H+
+ H2O;
③几种金属离子以氢氧化物沉淀时的pH如下表。
金属氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Cu(OH)2 |
开始沉淀的pH | 2.7 | 4.0 | 4.6 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 5.2 | 6.0 |
请回答下列问题:
(1)“碱浸”中提高反应速率的可行措施有___________(答两条)。
(2)“煅烧1”发生主要反应的化学方程式为___________。
(3)理论上,为实现Cu2+完全沉淀,应调节pH=6.0,工业生产中,常调节pH=8.0,其目的是___________(用化学用语和必要的文字说明)。
(4)滤渣2的主要成分是Cu(OH)2和___________(填化学式)。“煅烧2”需要在流动空气中煅烧的原因可能是___________。
(5)将2.075g VO2产品溶于强碱溶液,加热煮沸,调节pH为8.5,将溶液稀释至250.00mL溶液。取25.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中,加入硫酸酸化的KI溶液(过量) ,溶液中的还原产物为V3+,滴加指示剂,用0. 10 mol∙L−1Na2S2O3溶液滴定,重复三次,测得数据如下表所示:
序号 | 起始读数 | 终点读数 |
① | 0.10 | 20.55 |
② | 0. 02 | 20.12 |
③ | 0.03 | 19. 93 |
该产品的纯度为___________%。若滴定过程中,振荡时间太长,则测得的结果___________ (填“偏高”“偏 低”或“无影响”)。(已知:2Na2S2O3 +I2 =Na2S4O6 + 2NaI)
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