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、卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁(轻质体积蓬松,体积是等质量的重质氧化镁的三倍)。
若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,根据表1和表2提供的资料,填写空白:
表l 生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.l |
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。表2原料价格表
物质 | 价格/元 吨-1 |
漂液(含25.2%NaClO) | 450 |
双氧水(含30%H2O2) | 2400 |
烧碱(含98%NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5%Na2CO3) | 600 |
(1)为了加快卤块的溶解,我们可以选择那些方法_______(请写出两种方法);
(2)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是________,在酸性条件下,其对应的离子方程式是________________
(3)在步骤③中加入的试剂应是________;之所以要控制pH=9.8,其目的是__________
(4)在步骤④中加入的试剂Z应是___________;
(5)在步骤⑤中发生的反应是__________
3、“三酸两碱”是最重要的无机化工产品,广泛用于国防、石油、纺织、冶金、食品等工业。“三酸”是指硝酸、硫酸和盐酸,“两碱”指烧碱和纯碱。回答下列问题:
(1)写出过量稀硝酸分别与“两碱”溶液反应的离子方程式:_______、_______。
(2)请将“三酸两碱”中所含位于第三周期的元素,按原子半径由大到小的顺序排列_______。
(3)氯的非金属性比硫____(填“强”或“弱”),请用两个事实说明你的结论____________。
(4)某烧碱溶液中含0.1molNaOH,向该溶液通入一定量CO2,充分反应后,将所得溶液低温蒸干,得到固体的组成可能有四种情况,分别是:①________;②Na2CO3;③________;④NaHCO3。若该固体溶于水,滴加过量盐酸,再将溶液蒸干,得到固体的质量是_______ g。
(5)将Na2CO3溶于水得到下列数据:
水 | Na2CO3 | 混合前温度 | 混合后温度 |
35mL | 3.2g | 20℃ | 24.3℃ |
Na2CO3溶于水_________(填“吸”或“放”)热,请从溶解过程热效应的角度加以解释___________。
4、严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害,研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的形成及处理具有重要意义。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲_____乙(填“>”、“<”或“=”)。
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是____(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe b.温度和容器体积不变,充入1.0molO2
c.在其他条件不变时,充入1molSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH 溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是_______________。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91: 9 | 1:1 | 9: 91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
由上表判断,NaHSO3溶液显_____性(填“酸”、“碱”或“中”),用化学平衡原理解释:________。
(3)用CH4催化剂还原NO2可以消除氮氧化的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_______kJ。
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+ H2(g) △H<0。一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为1:6.则平衡常数K=______(计算结果保留两位小数)。
5、硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJ•mol-1
②1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) △H = - 47.3kJ•mol-1
反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H= kJ•mol-1;
平衡常数K的表达式为 。
(2)图1为在密闭容器中H2S气体分解生成H2和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
图1中压强p1、p2、p3的大小顺序为 ,理由是 ;该反应平衡常数的大小关系为K(T1) K(T2) (填“>”、“<”或“=”),理由是 。
(3)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0
①600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图2,反应处于平衡状态的时间段是 。
②据图2判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达);10min到15min的曲线变化的原因可能是 (填写编号)。
A.加了催化剂 B.缩小容器体积
C.降低温度 D.增加SO3的物质的量
(4)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液,且所得溶液呈中性,该溶液中c(Na+)= (用含硫微粒浓度的代数式表示)。
6、【化学—选修2:化学与技术】
三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O),再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。工艺流程图如下所示。
请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ为 。
(2)①加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为 ;
②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0,其目的为 ;
(3)草酸镍(NiC2O4·2H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧,可制得Ni2O3,同时获得混合气体。NiC2O4受热分解的化学方程式为 。
(4)工业上还可用电解法制取Ni2O3,用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-,再把二价镍氧化为三价镍。ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为 。a mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为 。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时,NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 。
7、利用化学原理对工厂排放的废水等进行有效检测与合理处理。某工厂处理含+6价铬的污 水工艺的流程如下:
(1)请写出N2H4的电子式____________________。
(2)下列溶液中,可以代替上述流程中N2H4的是______________(填选项序号)。
A. FeSO4溶液 B.浓硝酸 C.酸性KMnO4溶液 D. Na2SO3溶液
(3)已知加入N2H4的流程中,N2H4转化为无污染的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________________。
(4)Cr(OH)3的化学性质与A1(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,原因可用离子方程式表示为_______________________________。
(5)实际工业生产中,有时还可采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子(此时氢离子不参与交换)。常温下,将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后,测得溶液中Na+比交换前增加了0.046 g·L-1,则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为___________________________。
(6)在实际的含铬废水处理中,还可采用直接沉淀的方法,处理成本较低。
①己知含铬废水中存在着平衡,Cr2O72-和CrO42-在溶液中可相互转化,请用离子方程式表示它们之间的转化反应____________________________。
②在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成沉淀的化学式为__________________________________。
8、氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题:
(1)P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为 ,Fe3+比Fe2+稳定的原因是 。
(2)N、O、P三种元素第一电离能最大的是 ,电负性最大的是 。
(3)含氮化合物NH4SCN溶液是检验Fe3+的常用试剂,SCN-中C原子的杂化类型为 ,1mol SCN-中含π键的数目为 NA。
(4)某直链多磷酸钠的阴离子呈如图所示的无极单链状结构,其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连,则该多磷酸钠的化学式为 。
(5)FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同、其中Fe2+和Ni2+的离子半径分别为7.8×10-2nm、6.9×10-2nm,则熔点FeO NiO(填“<”、“>”或“=”)原因是 。
(6)磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞结构如图所示。P原子与B原子的最近距离为acm,则磷化硼晶胞的边长为 cm。(用含a的代数式表示)
9、CH4用水蒸气重整制氢是目前制氢的常用方法,包含的反应为:
Ⅰ.水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ•mol-1
Ⅱ.水煤气变换:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2
回答下列问题:
(1)不同温度下反应达到平衡时各物质的物质的量分数如图所示。
①可用于提高CH4的平衡转化率的措施是___。(填写序号)
a.升温 b.加压 c.使用高效催化剂 d.增加入口时的气体流速
②根据图象判断△H2___0。(填“>”、“<”或“=”)
③T2℃时,容器中=___。
(2)甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数InKp与温度的关系如图所示。
①表示甲烷水蒸气重整反应的曲线是___。(填写“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②图中Q点时,反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的lnKp=___。
(3)某温度下,向恒压密闭容器中充入1molCH4和1molH2O(g),容器的总压强为latm,反应达到平衡时,CO2的平衡分压p(CO2)=0.1atm,H2体积百分含量为60%,则CH4的转化率为___,该温度下反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=___。
10、甲醛与新制氢氧化铜反应的产物随反应条件改变而有所不同。实验室对该反应在一定条件下所得产物成分进行探究,具体过程如下。
取一定量的NaOH溶液、CuSO4溶液和甲醛于锥形瓶,控制温度40-50℃回流1h,收集到大量气体X,并有红色沉淀生成。
(1)①“控制温度40-50℃”的常用加热方法是_______。
②气体X能燃烧且完全燃烧产物不会使澄清石灰水变浑浊,说明该气体是_______。
(2)在探究甲醛的氧化产物时,发现未生成。为了进一步确定,甲醛是否被氧化为HCOONa,进行如图实验(图中省略夹持和加热装置,甲酸与浓硫酸反应能生成CO,而CO可将银氨溶液还原成银单质)。
①仪器a的名称是_______。
②b中,NaOH溶液的作用是_______。
③c中,银氨溶液中出现黑色沉淀,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(3)①没有颜色,易被氧化,可由Cu2O溶于氨水而得。红色沉淀用浓氨水充分浸取后未明显减少,得到蓝色溶液。使溶液呈蓝色的微粒是_______。
②另取1.00g红色沉淀,用适量稀盐酸、双氧水溶解完全,加热煮沸溶液4-5min,冷却后加入过量的碘化钾溶液和淀粉指示剂,再用1.000 mol/L Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液15.50mL。因此,红色沉淀中Cu单质的质量分数_______(结果保留3位有效数字;
;
。)
(4)若最终测得实验中Cu单质和气体产物物质的量比为1∶1,该条件下甲醛与新制氢氧化铜发生的主要反应化学方程式为_______。
11、将3.00g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表:
| 吸水剂 | CO2吸收剂 |
实验前质量/g | 20.00 | 26.48 |
实验后质量/g | 21.08 | 30.00 |
请回答:
(1)燃烧产物中水的物质的量为_______mol。
(2)该有机物的分子式为_______(写出计算过程)。
12、二氧化碳的利用具有潜在的商业价值。在负载型金属催化剂作用下,可实现低温下甲烷化,相关主要化学反应有:
I:
II:
(1)已知
则____。
(2)催化剂的选择性是低温下实现甲烷化的关键因素。某课题组对不同
含量
介孔催化剂进行了表征测试,实验结果如下:
①图1中,m点____(填“是”或者“不是”)该温度下的平衡转化率,理由是____。
②由图1和图2可知,该反应的最佳催化剂为____。
③某温度下,容器体积为,控制
和
初始投料量为分别
和
,
的平衡转化率和甲烷的选择性分别为80%、90%,则该温度下反应II的平衡常数K=____(列出计算式)。
(提示:CH4的选择性=)。
(3)与
可直接合成二甲醚:
①已知该反应的活化能(正)小于
(逆),则
___0(填“>”或“<”或“=”)。
②将和
,通入
的密闭容器中进行反应,实验测得
的平衡转化率随温度及压强变化如下图所示:
X轴上的数值:a点____b点(填“>”或“<”或“=”)。
③温度时,反应
后达到M点,此时
的平衡转化率为60%,实验测得
,
、
为速率常数,只与温度有关,则
温度时,
与
的比值为____(保留3位有效数字);若将温度升高,速率常数增大的倍数:
____
(填“>”或“<”或“=”)。
13、废弃锂离子电池的资源化处理日益重要。从废旧磷酸铁锂电池的正极材料(含LiFePO4、石墨粉和铝箔等)中综合回收锂、铁和磷等的工艺流程如图所示:
有关数据:25℃时,Ksp(FePO4)=1.3×10-22、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。
回答下列问题:
(1)“溶浸1”中铝溶解的化学方程式为___。
(2)完成“溶浸2”反应的离子方程式___:
LiFePO4+
H2O2+
=
Li++
+
H2PO4-+
H2O
(3)“滤渣2”的主要成分是___。
(4)“滤液2”循环两次的目的是___。
(5)“沉铁、磷”时,析出FePO4沉淀,反应的离子方程式为__。实验中,铁、磷的沉淀率结果如图所示。碳酸钠浓度大于30%后,铁沉淀率仍然升高,磷沉淀率明显降低,其可能原因是___。
(6)“沉淀转化”反应:FePO4+3OH-⇌Fe(OH)3+PO43-。用此反应的化学平衡常数说明转化能否完全___?
(7)为了充分沉淀,“沉锂”时所用的X和适宜温度是___(填标号)。
A.NaOH20-40℃ B.NaOH80-100℃
C.Na2CO320-40℃ D.Na2CO360-80℃
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