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、碱式碳酸镁不溶于水,用途广泛,主要用作橡胶制品的填充剂,能增强橡胶的耐磨性和强度。也可用作油漆和涂料的添加剂,也可用于牙膏、医药和化妆品等工业。以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11,表示Mg(OH)2沉淀溶解平衡的方程式为 ,Mg(OH)2达到沉淀达到沉淀溶解平衡时溶液的pH (已知:lg36≈1.5)。
(2)已知:常温下Ka1(H2CO3)=4.4×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,则NH4HCO3溶液显 性,c(NH) c(HCO)(选填“大于”、“小于”、“等于”),该溶液物料守恒表达式为 。
(3)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为____________。
(4)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁晶体4.84 g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L,则碱式碳酸镁的化学式为 ,写出氯化镁、氨、碳酸氢铵热水解生成碱式碳酸镁的离子方程式 。
3、一定温度下,固定容积的密闭容器中发生下列反应:反应过程中,各物质浓度与时间的关系如图:
(1)该反应平衡常数表达式为____________。
(2)化学反应速率表示
______;建立平衡过程中,混合气体的密度______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)时改变外界条件,使
______
(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
4、(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
(2)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K= 。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式: 。
(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为 。
5、氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为___________________。
(2)氢气能源有很多优点,佴是氢气直接燃烧的能量转化率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:_______________________________________。
(3)在一定条件下,1mol某金属氢化物MHX与ymolH2发生储氢反应生成1 mol新的金属氢化物,写出该反应的化学反应方程式:___________________________________。
(4)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_______。
6、氨对人类的生产生活具有重要影响。
(1)氨的制备与利用。
① 工业合成氨的化学方程式是 。
② 氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是 。
(2)氨的定量检测。
水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如下:
① 利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用: 。
② 若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为6×10-4 mol ,则水样中氨氮(以氨气计)含量为 mg·L-1。
(3)氨的转化与去除。
微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
① 已知A、B两极生成CO2和N2,写出A极的电极反应式: 。
② 用化学用语简述NH4+去除的原理: 。
7、某化工厂生产化工原料的同时会产生多右种废液,其有机废液的主要成分为苯胺、苯酚、苯甲醇(都微溶于水),其无机废液的主要污染成分为Cr2O72-,该工厂处理废液的方法如下:
I.利用物质的酸碱性,从有机废液中分离、回收有机物
(1)物质A为______,物质B为______, 物质C为_________。(填写化学式)
(2)若想选用一种试剂仅仅将苯甲酸与其他种物质分开,则应选用的试剂是______。
II.利用纳米级Cu2O处理含有Cr2O72-的酸性废水
已知:Cu2OCu+CuSO4;pH=5时Cr3+会形成Cr(OH)3沉淀
(3)工业上用肼(N2H4)与新制的Cu(OH)2反应制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该反应的化学方程式为____________。
(4)光照时,会在形成的微电极上发生电极反应,反应原理如下图所示,
对Cu2O的作用提出两种假设:
a. Cu2O作光催化剂;
b. Cu2O与Cr2O72-发生氧化还原反应
己知:Cu2O的添加量是1.74×10-4mol/L,Cr2O72-的初始浓度是9.60×10-4mol/L;对比实验,反应1.5小时结果如右图所示。结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论是假设_____成立,写出该过程的正极反应方程式:_______________。
(5)溶液的pH对Cr2O72-降解率的影响如下图所示。
由上图可知,pH=3时,Cr2O72-的降解率最大;pH=2与pH=5时,Cr2O72-的降解率低的原因分别可能是___________、______________。
8、已知:E是石油裂解气的主要成份,分子式为C2H4,D是一种具有香味的物质,各物质间的转化如图所示(有的反应条件和产物已略去).
请回答下列问题:
(1)化合物B的结构简式为
(2)反应①的反应类型
(3)写出反应②的化学方程式 .
9、分别称取2.39g(NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份。
(1)将其中一份配成溶液,逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液,产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图。混合物中n[(NH4)2SO4]:n(NH4Cl)为___________。
(2)另一份固体混合物中NH4+与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时,溶液中c(Cl-)=_____(溶液体积变化忽略不计)。
10、硫酸铜晶体在工农业生产中具有重要作用。某学习小组对硫酸铜晶体的制备和纯度的测定进行如下探究。
(1)粗硫酸铜晶体的制备
在盛有铜屑的蒸发皿中加入20mL3 mol·L-1的硫酸,水浴加热,分多次缓慢加人浓硝酸,待反应缓和后,盖上表面皿。将所得溶液加热浓缩、趁热过滤,冷却,得到粗硫酸铜晶体。反应原理为浓硝酸将铜氧化成Cu2+,Cu2+与结合得到硫酸铜,该反应的化学方程式为__。
(2)硫酸铜晶体的提纯
实验室提纯硫酸铜晶体的一种方法如下:
①提纯过程中需要加入氧化剂,检验其氧化完全的方法是___。
②溶液中金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示。提纯过程中需要调节pH=4.0,其原因是_____。
金属离子 | Fe3+ | Cu2+ |
开始沉淀时的pH | 1.9 | 4.7 |
沉淀完全时的pH | 3.2 | 6.7 |
③操作I、I、III都要用到的玻璃仪器有___。
(3)硫酸铜品体纯度的测定
称取样品0.3125g于250mL锥形瓶中,加入适量稀硫酸和水使之完全溶解。加入过量的KI溶液(杂质不参与反应),用0.1000 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至呈淡黄色。然后加入几滴淀粉溶液,继续滴定至呈浅蓝色。再加入适量的KSCN溶液,摇匀后溶液蓝色转深,再继续滴定,达到滴定终点时消耗Na2S2O3溶液10.00mL。(已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,I2+2=
+2I-)
①本实验中加入适量的KSCN溶液的作用是____。[已知Ksp(CuI)=1.1×10-12,Ksp(CuSCN)]=4.8×10-15,CuI沉淀表面易吸附I2,CuSCN沉淀不吸附I2]
②达到滴定终点时的现象是___。
③所测试样中硫酸铜晶体的纯度为__。
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、金属锂溶于液氨可得到具有高反应活性的金属电子溶液,与其作用可制得超导体
,进一步可制得超导材料
。
回答下列问题:
(1)与Fe元素同周期,基态原子有2个未成对电子的金属元素有______种,下列状态的铁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是______(填标号)
A. B.
C.
D.
(2)液氨可以发生微弱的电离生成和
,下列说法错误的是________
A.键角:
B.结合质子能力:
C.热稳定性:
D.与
的分子构型及N的化合价均相同
(3)Fe2+可与邻二氮菲形成红色配合物,结构如图所示。元素的电负性从大到小的顺序为______(填元素符号)。配合物中N原子的VSEPR模型为____________;下列对Fe杂化方式推断合理的是______(填标号)。
A. B.
C.
D.
(4)晶体属四方晶系,其结构由铁硒层和锂铁氢氧层交替堆垛而成,晶胞中铁硒层在bc、ac和ab平面投影如图所示。铁硒层中Fe原子的配位数是______,铁硒层和锂铁氢氧层之间由极其微弱的氢键相连,该氢键可表示为______。已知锂铁氢氧层中锂铁个数之比为4∶1,阿伏加德罗常数的值为
,则该晶体的密度为______g·cm
。
13、近年来我国科学家在催化CO2还原制备烃类(CxHy)领域取得进展。回答下列问题:
制备乙烯涉及的主要反应有:
①2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)ΔH1=-130kJ/mol;
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+40kJ/mol;
③CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH3=-200kJ/mol。
(1)C2H4(g)+CO2(g)2CO(g)+CH4(g)ΔH4,则ΔH4=___________kJ/mol。
(2)研究表明,在纳米Cu催化的作用下只发生反应①和②,向体积为2L的密闭容器中投入2molCO2和6molH2,经过5min,测定在不同温度下C2H4(g)和CO(g)物质的量分数如下图所示:
若A点n(C2H4)=0.1mol,则该温度下,0~5min内H2的平均化学反应速率v(H2)=___________mol/(L·min);617K时反应①已达平衡,计算反应①的化学平衡常数K=___________(不必化简);570K以后温度升高,CO含量升高的可能原因是___________(答一点即可)。
(3)科学家研究了在Ag@Cu催化剂作用下发生CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)反应,同时伴随生成CH3OH副反应,其历程如下:
其中E表示该过程中能垒,Ea表示该过程中的能量变化,则由*CO生成*CHO逆反应能垒为___________eV,生成CH4的速率远大于生成CH3OH的速率的原因是___________。
(4)以熔融K2CO3为电解质,乙烯一空气燃料电池工作原理如图所示,其负极电极反应方程式___________;理论上,电极石墨I处___________%的CO2应循环到石墨II处。
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