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、金属硫化物和硫酸盐在工农业生产中有广泛应用。
(1)二硫化钼(MoS2)是重要的固体润滑剂。
向体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3,并充入0.4molH2,
发生反应:MoS2(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s) +2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2S(s) △H =akJ • mol-1,测得在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图所示。
①a________0(填“<”“>”“=”,下同)。
②容器内的总压:P点________Q点。
③P点对应温度下,H2的平衡转化率为________,平衡常数K=________。
(2)辉铜矿(主要成分是Cu2S)在冶炼过程中会产生大量的SO2。已知冶炼过程中部分反应为:
①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2kJ/mol
②2Cu2O+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116kJ/mol,则Cu2S与O2反应生成Cu与SO2的热化学方程式为___________________________。
(3)回收处理SO2的方法之一是用氨水将其转化为NH4HSO3。已知常温下 Kb(NH3•H2O) =1.5×l0-5 Ka1(H2SO3) =1.6×l0-2 Ka2(H2SO3)=1×10-7,若吸收过程中氨水与SO2恰好完全反应,则所得溶液在常温下的pH________7(填“>”“ <”或“=”,下同),溶液中c(SO32-)________c(H2SO3)。
(4)在500℃下硫酸铵分解会得到4种产物,其含氮物质的物质的量随时间的变化如上图所示。则该条件下硫酸铵分解的化学方程式为_________________________。
3、将亚硒酸与高锰酸钾共热可制得硒酸(H2SeO4),配平该反应方程式,并标出电子转移的方向和数目__________。
____H2SeO3 +____KMnO4 →____K2SeO4+____MnSeO4+____H2SeO4+____
4、镓(Ga)位于周期表的第四周期,与Al同主族,主要存在Ga3+、GaO2-两种离子形态,被广泛应用于电子工业。
(1)Ga的原子序数为______。
(2)半导体材料氮化稼是由Ga与NH3在一定条件下合成的,该过程中每生成3molH2时,就会放出30.8kJ的热量。
①反应的热化学方程式是________。
②反应的化学平衡翻常数表决达式是_________________。
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是_____(填字母代号).
A.Ⅰ图象中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.Ⅱ图象中纵坐标可以为稼的转化率
C.Ⅲ图象中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图象中纵坐标可以为体系内混合气体的平均相对分子质量
(3)工业上多用电解精炼法提纯稼。具体原理如下图所示:
已知:金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu
①X为电源的_____极,电解精炼稼时阳极泥的成分是__________;
②在电解过程中使某种离子迁移到达阴极并在阴极放电析出高纯稼, 请写出该电解过程中的电极反应方程式:阳极_________;阴极_________。
5、镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成。
放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某学习小组对该电池电极材料进行回收研究。
已知 :①NiO2有强氧化性,可与浓盐酸反应;
②NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:
M(OH)n | Ksp | pH | |
开始沉淀 | 沉淀完全 | ||
Al(OH)3 | 2.0×10-32 | 4.1 | - |
Fe(OH)3 | 3.5×10-38 | 2.2 | 3.5 |
Fe(OH)2 | 1.0×10-15 | 7.5 | 9.5 |
Ni(OH)2 | 6.5×10-18 | 6.4 | 8.4 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为; ;
(2)维持电流强度为1.0A,消耗0.28gFe,理论电池工作 s。(已知F=96500C/mol)
(3)对该电池电极材料进行回收方案设计:
①方案中加入适量双氧水的目的是 ;在滤液I中慢慢加入NiO固体,则依次析出沉淀
和沉淀 (填化学式)。若两种沉淀都析出,pH应控制在不超过
(离子浓度小于1×10-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.4);设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案 。
②滤液III中溶质的主要成分是 (填化学式);气体I为 ,判断依据是 。
6、甲烷是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)已知、
、
的燃烧热分别为
,
,
。利用甲烷制备合成气的反应为
。
根据上述数据能否计算________(填“能”或“否”),理由是________________。
(2)在某密闭容器中通入和
,在不同条件下发生反应:
测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①________
,
________(填“<”、“>”或“=”)。
②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为________。
③q点甲烷的转化率为________,该条件下的化学平衡常数________(用含有
的表达式表示,
为以分压表示的平衡常数)。
(3)用甲烷和构成的燃料电池电解
溶液,装置如下图所示。反应开始后,观察到x电极附近出现白色沉淀。则A处通入的气体是________,x电极的电极反应式是________。
7、氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素,该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)化合物N2H4的电子式为___________________。
(2)As原子的核外电子排布式为_______________________。
(3)P和S是同一周期的两种元素,P的第一电离能比S大,原因是_______________。
(4)NH4+中H-N-H的健角比NH3中H-N-H的键角大,原因是_________________。
(5)Na3AsO4中含有的化学键类型包括________;AsO43-空间构型为________,As4O6的分子结构如图所示,则在该化合物中As的杂化方式是________________。
(6)白磷(P4)的晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。己知晶胞的边长为acm,阿伏加德罗常数为NAmol-1,则该晶胞中含有的P原子的个数为_________,该晶体的密度为_______g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。
8、某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO32-、SO42-、Cl-中的若干种离子。该小组同学取100 mL水样进行实验,向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol·L-1的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如图所示:
注明:Ob段表示滴加硝酸钡溶液;bd段表示滴加稀硝酸
(1)水样中一定含有的阴离子是________,其物质的量浓度之比为________。
(2)写出BC段所表示反应的离子方程式:__________________________________________。
(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为________。
(4)试根据实验结果推断K+是否存在?________(填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是__________________。(若K+不存在,则不必回答该问)
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:_____________________。(写出实验步骤、现象和结论)
9、可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是硫酸工业中非常重要的一个反应,因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。
(1)某温度下,使用V2O5进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),在保证O2(g)的浓度不变的条件下,增大容器的体积,平衡____(填字母代号)。
A.向正反应方向移动 B.不移动 C.向逆反应方向移动 D.无法确定
(2)使用V2O5催化该反应时,涉及到催化剂V2O5的热化学反应有:
①V2O5(s)+SO2(g)⇌V2O4(s)+SO3(g) ∆H1=+59.6kJ/mol
②2V2O4(s)+O2(g)⇌2V2O5(s) ∆H2=-314.4kJ/mol
向10L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1mol及一定量的O2,改变加入O2的量,在常温下反应一段时间后,测得容器中V2O4、V2O5、SO2和SO3的量随反应前加入O2的变化如图所示,图中没有生成SO3的可能原因是_________________。
(3)向一保持常压的密闭容器中加入V2O5(s)、SO2(g)各0.6mol,O2(g)0.3mol,此时容器的体积为10L,分别在T1、T2两种温度下进行反应,测得容器中SO2的转化率如图所示。
①T2时,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数K=________。
②下列说法正确的是_________。
A.T1<T2
B.若向该容器通入高温He(g)(不参加反应,高于T2),SO3的产率将减小,仅因为温度升高,平衡向逆方向移动
C.合成硫酸的设备中,在接触室合成SO3需要高压设备
D.依据反应装置所能承受的最高温度定为此反应温度
③在比T2更高的温度T3下,反应②平衡向左移动,生成更多的V2O4固体会覆盖在V2O5固体的表面上,该因素对反应①影响超过了温度因素的影响。请在图中画出在T3下,α(SO2)在0~t1时刻的变化图(0~t1时刻之间已经平衡)________。
10、硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1)是重要的化工原料,已知它易溶于水,难溶于乙醇,在中性和碱性环境中稳定,在40~45℃熔化,48℃分解。某兴趣小组用两种方法制取硫代硫酸钠晶体并加以应用。
I.制备Na2S2O3·5H2O
方法一:亚硫酸钠法。
反应原理:S+Na2SO3Na2S2O3
实验步骤:称取一定量的Na2SO3于烧杯中,溶于水。另取过量的硫粉,加入少量乙醇充分搅拌均匀后,加到上述溶液中。水浴加热,微沸,反应后趁热过滤。滤液蒸发浓缩、冷却结晶后析出Na2S2O3·5H2O晶体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥。
(1)向硫粉中加入少量乙醇充分搅拌均匀的目的是___________。
(2)低温干燥的目的是___________。
(3)下列说法正确的是___________(填标号)。
A.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,停止加热
B.快速冷却,可析出较大晶体颗粒
C.冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
D.可选用冷的Na2CO3溶液作洗涤剂
方法二:硫化碱法,装置如图。
(4)仪器C的名称是___________。
(5)装置C中,将Na2S和Na2CO3以2:1的物质的量之比配成溶液再通人SO2,便可制得Na2S2O3和CO2.反应的化学方程式为___________。
(6)装置B中盛放浓硫酸,除干燥气体外,装置B还起到的作用有___________。
(7)当pH计读数接近7.0时,应立即停止通SO2的原因是___________(用离子方程式表示)。
II.Na2S2O3的应用
(8)用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度,步骤如下:取废水25.00mL,控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤、洗涤后,用适量稀盐酸溶解。此时CrO全部转化为Cr2O
;再加过量KI溶液,充分反应,加入淀粉溶液作指示剂,用0.020 0 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液进行滴定,反应完全时,消耗Na2S2O3标准溶液体积为15.00mL。已知:I2+2S2O
=S4O
+2I-,则该废水中Ba2+的含量为___________g/L。
11、将两种硫酸盐按一定比例混合后共熔,可制得化合物M(化学式为xK2SO4·yCr2(SO4)3),若将2.83g化合物M中的Cr3+全部氧化为Cr2O72-后,溶液中的Cr2O72-可和过量KI溶液反应,得到3.81gI2,反应的离子方程式为:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr2O72-+3I2+7H2O,若向溶有2.83gM的溶液中,加入过量的BaCl2溶液,过滤洗涤干燥后可得到4.66g白色沉淀。
由此推断出化合物M中x:y为__。写出简要计算过程:__。
12、二氧化碳资源化利用有助于实现“双碳目标”。在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要反应的热化学方程式有
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
kJ·mol-1
反应 Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
=+41.2 kJ·mol-1
反应Ⅲ :2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g)
=-247.1 kJ·mol-1
起始时向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图1所示。回答下列问题:
(1)计算 CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)的
=___________。
(2)图1中表示n(CH4)随温度变化的曲线是___________(填图中字母),判断依据是___________。
(3)①在600℃时,已知平衡体系中n(H2)=a mol,则n(H2O)= ___________mol(用含a的代数式表示,需化简)。
②若平衡时体系的压强为p,则反应Ⅲ的平衡常数Kp=___________。(用含a、p的代数式表示,列出计算式即可,平衡分压代替平衡浓度表示,分压=总压×物质的量分数)
(4)科研人员提出CeO2催化CO2合成碳酸二甲酯(DMC)的反应过程如图2所示,由图可知 其中没有O-H键断裂的步骤是___________ (填“①”、“②'或“③”),合成DMC的总反应方程式为___________。(CH3OH不需标注同位素原子)。
13、以金属切削废料(由铁屑和镍钴合金、金刚砂组成)为原料回收镍钴生产NiSO4·7H2O和CoCl2·6H2O的工艺如图:
已知:①相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Co3+ | Co2+ | Fe3+ | Fe2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 0.3 | 7.2 | 1.5 | 6.3 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 1.1 | 9.2 | 2.8 | 8.3 | 8.9 |
②常温下,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7。
回答下列问题:
(1)将废料研磨成粉的作用是___。
(2)理论上“除铁”需控制pH的范围为___,“滤渣2”中除Fe(OH)3外,还有少量黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12],写出Fe3+生成黄钠铁矾的离子方程式:___。
(3)写出“钴镍分离”时发生反应的离子方程式:___。“镍钴分离”后溶液中c(Ni2+)=1.0mol·L-1,若“滤液2”中c(CO)=10-5mol·L-1,则沉镍率=___[沉镍率=
]。
(4)“转化”时产生的气体为___。
(5)碱性镍氢电池是国产比亚迪汽车车载电池之一,其电池反应为:NiOOH+MHNi(OH)2+M。放电时,负极反应式为___。
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