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、将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源,还能防治空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)右图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,
请判断该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中 所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受电子对形成,SO42-的空间构型是 ,该物质中N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+ 的配位数是 ,
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
3、马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]是一种白色晶体,易溶于水,常用于机械设备的磷化处理。以软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量的Fe2O3、FeO和A l 2O3)为原料制备马日夫盐的流程如下:
⑴软锰矿要先制成矿浆的目的是______________,葡萄糖(C4H12O6)与MnO2反应时,产物为MnSO4、CO2和H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________________。
(2)用H2O2溶液“氧化”时发生反应的离子方程式为_______________________。
(3)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表,“调pH并过滤”时,应调整的pH范围为______________,滤渣1的主要成分为____________(填化学式)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe3+ | 1.8 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Mn2+ | 7.8 | 9.8 |
(4)加入磷酸后发生反应的化学方程式为_____________________。
(5)某工厂用上述流程制备马日夫盐,已知软锰矿中MnO2的含量为87%,整个流程中锰元素的损耗率为9% ,则1吨该软锰矿可制得马日夫盐________t。
4、硫和钙的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Ca原子中,核外电子占据最高能层的符号是________,该能层为次外层时最多可以容纳的电子数为_________。元素Ca和S相比,第一电离能较大的是______(填元素符号)。
(2)钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射与钾元素的焰色反应对应颜色的辐射波长,较短的是_______(填元素符号)。
(3)H2S和H2O分子构型都为V形,中心原子的杂化形式都是______,但H2O分子键角大于H2S分子,原因是________________。
(4)钙元素和锰元素属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钙的熔点、沸点等都比金属锰低,原因是________________。
(5)Ca、Mn、Mg的氧化物和硫化物都具是NaCl型结构的离子晶体,其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得它们的晶胞参数如下表:
氧化物晶体 | CaO | MnO | MgO |
a/nm | 0.421 | 0.444 | 0.480 |
硫化物晶体 | MgS | MnS | CaS |
a/nm | 0.520 | 0.520 | 0.568 |
由表可知:r(S2-)____r(O2-)(填“>”或“<”),r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的的顺序是__________,r(S2- )为_____nm,r(Ca2+)为_____nm。
5、甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,既可用于化工生产,也可直接用做燃料。
(1)工业上可用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下,CO2和H2反应生成甲醇和水,当消耗2molCO2时放出98kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________。
(2)甲醇也可由CO与H2反应制得。在一定温度下,初始容积相同的两个容器中(如图),发生反应: CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)。
① 能表明甲和乙容器中反应一定达到平衡状态的是________(填字母代号)。
A.混合气体的密度保持不变 B.混合气体的总压强保持不变
C.CO的质量分数保持不变 D. CO 与H2的转化率之比为3 : 2
E.v(CO)=v(CH30H)
②两容器中反应达到平衡时,Co的转化率α甲______α乙(填“>”、“< ”或“=”)
(3)组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO 的平衡转化率(α)动与温度和压强的关系如图所示。图中的压强由大到小依次为_______,其判断理由是______________。
(4)甲醇燃料电池(简称DMFC)可作为常规能源的替代品而备受关注。DMFC的工作原理如图所示:
① 加入a 物质的电极是电池的______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为________.
② 常温下以该装置作电源,用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液,当电路中通过0.4mol电子的电量时,两电极均得到0.14mol的气体。若电解后溶液体积为4OL,则电解后溶液的pH 为________。
6、氯原子核外电子能量最高的电子亚层是________;H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为______________________________。
7、Na2S又称臭碱、臭苏打,在生产、生活中有广泛应用。某化学兴趣小组在实验室制备、提纯硫化钠并探究其性质,测定硫化钠产品的纯度。
实验(一)制备并提纯硫化钠。
该化学兴趣小组在实验室模拟工业用煤粉还原法制备硫化钠,将芒硝(Na2SO4·10H2O)与过量的煤粉混合于800 ~ 1100°C高温下煅烧还原,生成物经冷却后用稀碱液热溶解、过滤,将滤液进行浓缩,再进行抽滤、洗涤、干燥,制得硫化钠产品。
(1)写出“高温还原”过程中的主要化学方程式:___________。
(2)抽滤又称减压过滤,相比普通过滤,抽滤的主要优点是___________。(答一条即可)
实验(二)探究硫化钠的性质。
(3)为了探究Na2S的还原性,该小组按如图装置进行实验。
接通K,发现电流表指针发生偏转,左侧烧杯中溶液颜色逐渐变浅。实验完毕后,该小组查阅资料后猜测,S2-被氧化为。设计实验验证:取出少量右侧烧杯中溶液于试管中,___________,则该猜测成立。写出正极的电极反应式___________。
实验(三)测定Na2S∙xH2O产品纯度。
称取wg产品溶于水,配制成250mL溶液,准确量取25. 00mL溶液于锥形瓶中,加入V1mLc1mol·L-1I2溶液(过量),过滤,滴几滴淀粉溶液,用c2 mol·L-1 Na2S2O3 标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2mL。
(4)滴定终点的现象是________。选择_________(填“酸”或“碱”)式滴定管量取I2溶液。
(5)滴定反应:Na2S+I2 =2NaI+S,I2 +2Na2S2O3 = Na2S4O6+ 2NaI。该产品含Na2S∙xH2O的质量分数为___________(用含x、 c1、c2、V1、V2、w的代数式表示)。假设其他操作都正确,滴定终点时俯视读数,测定结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
8、氮的化合物既是一种资源,也会给环境造成危害。
I.氨气是一种重要的化工原料。
(1)NH3与CO2在120°C,催化剂作用下反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)(NH2)2CO(s)+H2O(g),ΔH= -x KJ/mol (x>0),其他相关数据如表:
物质 | NH3(g) | CO2(g) | CO(NH2)2(s) | H2O(g) |
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/KJ | a | b | z | d |
则表中z(用x a b d表示)的大小为________。
(2)120℃时,在2L密闭反应容器中充入3mol CO2与NH3的混合气体,混合气体中NH3的体积分数随反应时间变化关系如图所示,该反应到达平衡时CO2的平均反应速率为_____, 此温度时的平衡常数为_____。
下列能使正反应的化学反应速率加快的措施有___________.
① 及时分离出尿素 ② 升高温度 ③ 向密闭定容容器中再充入CO2 ④ 降低温度
Ⅱ.氮的氧化物会污染环境。目前,硝酸厂尾气治理可采用NH3与于NO在催化剂存在的条件下作用,将污染物转化为无污染的物质。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率(已知浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。
(l)写出装置⑤中反应的化学方程式_________。
(2)装置①和装置②如下图,仪器A的名称为_____,其中盛放的药品名称为_______。
装置②中,先在试管中加入2-3 粒石灰石,注入适量稀硝酸,反应一段时间后,再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应,加入石灰石的作用是________。
(3)装置⑥中,小段玻璃管的作用是______;装置⑦的作用是除去NO, NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液,同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽,若氨气未除尽,可观察到的实验现象是_________。
9、钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料、催化剂等,也可用于制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。下图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图:
回答下列问题:
(1)Na2MoO4中Mo的化合价为____________。
(2)“焙烧”时,Mo元素转化为MoO3,反应的化学方程式为____________,氧化产物是________(写化学式)。
(3)“碱浸”生成CO2和另外一种物质,CO2的电子式为_______,另外一种生成物的化学式为______。
(4)若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na2S,则废渣成分的化学式为________。
(5)测得“除重金属离子”中部分离子的浓度:c(MoO42-)=0.40mol/L,c(SO42-)=0.04mol/L。“结晶”前需先除去SO42-,方法是加入Ba(OH)2固体。假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变,当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率为______%。(小数点后保留一位数字)[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]
(6)钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,也可以制备钼酸钠,同时有SO42-生成,该反应的离子方程式为___________________。
10、某学生对Na2S03与AgN03在不同pH下的反应进行探究
(1)测得Na2S03溶液pH=10,AgNO3溶液pH=5,二者发生水解的离子分别是__________;
(2)调节pH,实验记录如下:
实验 | pH | 现象 |
a | 10 | 产生白色沉淀,稍后溶解,溶液澄清 |
b | 6 | 产生白色沉淀,一段时间后,沉淀未溶 |
c | 2 | 产生大量白色沉淀,一段时间后,产生海绵状棕黑色物质X |
查阅资料得知:
①Ag2SO3:白色,难溶于水,溶于过量的Na2SO3溶液
②Ag2O棕黑色,不溶于水,能和酸反应,它和盐酸反应的化学方程式为 。
(3)该同学推测a中白色沉淀为Ag2SO4,依据是空气中的氧气可能参与反应,则生成硫酸银沉淀的离子方程式为 。
该同学设计实验确认了 a、b、c中的白色沉淀不是Ag2SO4,实验方法是:取b、c中白色沉淀, 置于Na2SO3溶液中,沉淀溶解。另取Ag2SO4固体置于足量 溶液中,未溶解。
(4)将c中X滤出、洗净,为确认其组成,实验如下:
I.向X中滴加稀盐酸,无明显变化
Ⅱ.向x中加人过量浓HNO3,产生红棕色气体。
Ⅲ.用 Ba(NO3)2 溶液、BaCl2溶液检验Ⅱ中反应后的溶液,前者无变化,后者产生白色沉淀.
①实验I的目的是 。
②根据实验现象,分析X是 。
③Ⅱ中反应的化学方程式是 。
(5)该同学综合以上实验,分析产生X的原因,认为随着酸性的增强,+4价硫的还原性增强,能被+1价银氧化。通过进一步实验确认了这种可能性,实验如下:
①通人Y后,瓶中白色沉淀转化为棕黑色,气体Y是 。
②白色沉淀转化为X的化学方程式是 。
11、标准状况下,向多份等量的NaOH固体中,分别加入一定体积的1.00mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反应,反应产生的NH3随(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积的变化如图所示(假设生成的NH3全部逸出):
请计算:
(1)a的值为__________L。
(2)每份NaOH固体的物质的量__________mol(写出计算过程)。
12、铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某旧铍铜元件(含25%BeO、71%CuS、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如图:
已知:Ⅰ.铍、铝元素的化学性质相似,单质铍与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的Na2BeO2
Ⅱ.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表:
难溶物 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 |
溶度积常数(Ksp) | 2.2×10-20 | 4.0×10-38 | 2.1×10-13 |
(1)滤液A的主要成分除NaOH外,还有__(填化学式),写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式:__。
(2)①滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,为提纯BeCl2,最合理的实验步骤顺序为__(填字母)。
a.加入过量的氨水 b.通入过量的CO2 c.加入过量的NaOH d.加入适量的HCl e.洗涤 f.过滤
②从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是__。
(3)①MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质。写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式:__。
②若用浓HNO3溶解金属硫化物,缺点是__(任写一条)。
(4)滤液D中c(Cu2+)=2.2mol·L-1、c(Fe3+)=0.008mol·L-1、c(Mn2+)=0.01mol·L-1,逐滴加入稀氨水调节pH可将其依次分离,首先沉淀的是__(填离子符号),为使铜离子开始沉淀,常温下应调节溶液的pH大于__。
(5)电解NaCl-BeCl2混合熔盐可制备金属铍,如图是电解装置图。
①石墨电极上的电极反应式为__。
②电解得到的Be蒸气中约含1%的Na蒸气除去Be中少量Na的方法为__。
已知部分物质的熔、沸点如下表:
物质 | 熔点(K) | 沸点(K) |
Be | 1551 | 3243 |
Na | 370 | 1156 |
13、含硫天然气制备氢气的流程如图:请回答下列问题:
Ⅰ.转化脱硫:利用T.F菌与含铁化合物共同脱硫,其中一种机理如图所示。
(1)图中,过程①反应的化学方程式为_______。
(2)25℃时,在T.F菌作用下,用0.1
溶液代替FeS,当pH不同时
氧化成
的速率如图。在实际操作中,当pH大于2时,脱硫效率明显降低,其可能的原因是_______。
(已知:25℃时,)
Ⅱ.蒸汽转化:在催化剂的作用下,水蒸气将氧化。
(3)已知:
①
②
请写出蒸汽转化过程中,转化为
的热化学方程式为_______。
Ⅲ.CO变换:采用适当的方法使CO转化为容易分离的物质。
(4)向一恒容密闭容器中通入1mol CO、2mol ,在适当催化剂、不同温度下使其发生反应
。测得反应过程中容器内总压变化如图所示:
①由图像可得,_______
,该反应的
H_______0(填“>”或“<”)。
②温度下达到平衡时,
_______
,该温度下的平衡常数
_______。(用分压来表示浓度,速率与平衡常数均用分压来进行计算,分压=总压×体积分数)
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