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、含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注,主要有以下两种方法。请回答:
I .碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH4++Ca2++2OH-+SO32-=CaSO3↓+2NH3·H2O
(1)步骤1中反应的离子方程式为_______________________。
(2)已知:25°C时,Ksp(CaSO3)=b,步骤2中反应的平衡常数K=a。该温度下,Kb( NH3·H2O)=__________________(用含a、b的代数式表示)。
II.水煤气还原法
己知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1
②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1
③CO的燃烧热△H3=-283 kJ·mol-1
(3)1molS(l)在O2(g)中完全燃烧生成SO2(g)的热化学方程式为____________。
(4)反应②的正反应的活化能为E1 kJ·mol-1,其逆反应的活化能E2=_____ kJ·mol-1。
(5)在一定压强下,发生反应②。平衡时,α(SO2)与原枓气投料比[]和温度(T) 的关系如图所示。
①α(H2):N_____M (填“>”、“<”或 “ = ”)。
②逆反应速率:M_____Q(填“>”、“<”或 “ = ”)。
(6)t℃时,向10L恒容密闭容器中充入2 molCO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g)。发生反应①和反应②。5mim达到平衡时,SO2(g)和CO2(g) 的物质的量分别为0.4mol、1.6mol。该温度下,反应②的平衡常数K=__________。
3、工业由钛铁矿(主要成分FeTiO3,Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等杂质)制备TiCl4的工艺流程如下:
已知:
①酸浸 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
②水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
③煅烧 H2TiO3(s)TiO2(s)+H2O(s)
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 ,试剂A为 。
(2)碱浸过程发生反应的离子反应方程式为 。
(3)酸浸后需将溶液温度冷却至70℃左右,若温度过高会导致最终产品吸收率过低,原因是 。
(4)上述流程中氯化过程的化学反应方程式为 。
已知TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) △H=+151kJ·mol-1。该反应极难进行,当向反应体系中加入碳后,则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是 。
(5)TiCl4极易水解,利用此性质可制备纳米级TiO2·xH2O,该反应的化学反应方程式是 。
4、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
5、K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体光照分解后产生K2C2O4和FeC2O4,且分解产物中的CO2和H2O以气体形式离开晶体。某次测定分解后的样品中C2的质量分数为53.86%。请回答:
已知:M{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}=491 g·mol-1。
(1)写出K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体分解反应的化学方程式:___________。
(2)晶体的分解百分率为___________。(写出简要计算过程)
6、(1)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:
①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及____________(填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键 e.氢键 f.范德华力
②R中阳离子的空间构型为________,阴离子的中心原子轨道采用________杂化。
(2)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10,水杨酸第一级电离形成的离子
能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是________________。
7、二硫化碳和二氧化碳中,__________更稳定,原因是 ______。
8、非金属硼的合金及其化合物有着广泛的用途。
(1)硼钢合金的硬度是普通钢材的 4 倍,其主要成分是铁。 画出基态铁原子的价电子排布图_____。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料,其分子中存在配位键, 则氨硼烷分子结构式为_____。写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_____(填化学式)。
(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如右图所示。
①1 mol H3BO3晶体中含有______mol 氢键。
②请从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因:__________。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如右图所示:
①该晶体中Na+的配位数为_____。
②H3BO3 分子中的 O—B—O 的键角_____(填“大于”、“等于”或“小于”) BH4-中的 H—B—H 的键角,判断依据是_____。
③已知硼氢化钠晶体的密度为 ρ g/cm3, NA代表阿伏伽德罗常数的值,则 a=_____(用含 ρ、 NA的代数式表示);④若硼氢化钠晶胞上下底心处的 Na+被 Li+取代,得到的晶体的化学式为_____。
9、【化学——选修2化学与技术】硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。
(1)工业制硫酸时所用硫铁矿的主要成分为FeS2,其中硫元素的化合物为 。
(2)硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有 (任写一种)。
(3)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 (填写序号)。
A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B.使用V2O5作催化剂
C.转化器中使用适宜的温度 D.净化后的炉气中要有过量的空气
E.催化氧化在常压下进行 F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
(4)在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO2分离后,将未转化的SO2进行二次转化,假若两次SO2的转化率均为95%,则最终SO2的转化率为 。
(5)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔))。
①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。
____________________________________________________________________。
②工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。(只写出2个方程式即可)
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4•7H2O),聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3﹣0.5n]m,制备过程如图所示,下列说法正确的是 。
A.炉渣中FeS与硫酸和氧气的反应的离子方程式为:4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O
B.气体M的成分是SO2,通入双氧水得到硫酸,可循环使用
C.向溶液X中加入过量铁粉,充分反应后过滤得到溶液Y,再将溶液Y蒸发结晶即可得到绿矾
D.溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,若其pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏大
10、碘是人体必需的微量元素,也可用于工业、医药等领域。大量的碘元素富集于海藻灰(主要成分是NaI)中,因此从海藻灰中提取碘,可有效利用海洋资源。
(1)某兴趣小组以海藻灰为原料进行I2的制备实验。具体步骤如下:将海藻灰加热浸泡后,得到了NaI溶液,将适量Na2SO3固体溶于NaI溶液,再将CuSO4饱和溶液滴入上述溶液中,生成白色CuI沉淀,该反应的离子方程式为____。
(2)待I—沉淀完全后,过滤,将沉淀物置于小烧杯中,在搅拌下逐滴浓HNO3,观察到____(颜色)气体放出,____(颜色)晶体析出,该反应的化学方程式为____。
(3)用倾析法弃去上清液,固体物质用少量水洗涤后得到粗I2,进一步精制时,选择必需的仪器搭建装置,并按仪器安装顺序排列为:____。
(4)用I2标准液测定维生素C的含量:维生素C与I2反应的化学方程式如图:
+I2→
+2HI
将精制得到的I2配成浓度为cmol/L的标准溶液,将一定量的cmol/L标准I2溶液倒入____(仪器名称)中,用滴定法测定某样品中维生素C(相对分子质量为M)的含量。具体操作如下:准确称取ag样品,溶于新煮沸并冷却至室温的蒸馏水中,配成250mL溶液。煮沸蒸馏水的目的是____,如果缺少该步骤,会导致最终测定结果____(填“偏高”或“偏低”)。量取25.00mL样品溶液于锥形瓶中,再加入10mL1:1醋酸溶液和适量_指示剂,立即用I2标准液滴定,滴定终点现象为____,重复测定2~3次,消耗I2标准液平均体积VmL,则样品中维生素C的质量分数是_____(写出表达式)。
11、联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应:,石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧生成
,其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含
的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中,40%的
最终转化为纯碱。已知:焦炭的热值为
(假设焦炭不含杂质)。请回答:
(1)每完全分解石灰石(含
,杂质不参与反应),需要投料_______kg焦炭。
(2)每生产106kg纯碱,同时可获得_______(列式计算)。
12、Fe3+可以与SCN-、CN-、有机分子等形成配合物,中国研究团队研发的一种智能比色微针贴片,用于按需治疗和实时报告伤口感染,可由聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 、没食子酸
和铁离子之间的配位反应制备。回答下列问题:
(1)基态Fe3+的价电子排布图(轨道表示式)为___________。
(2)写出一种与SCN-互为等电子体的分子:___________(填化学式)。1mol [Fe(CN)6]3-中含有σ键的数目为___________。
(3)PVP 中N原子的杂化轨道类型为___________; 没食子酸沸点高于2, 3, 4-三羟基苯甲酸(如图所示) 的原因是___________。
(4)下表数据是部分氯化物的熔点:
编号 | ① | ② | ③ |
物质 | NaCl | AlCl3 | FeCl3 |
熔点°C | 801 | 160 | 306 |
判断FeCl3的晶体类型为___________; 400°C时FeCl3蒸气中有以配位键结合的双聚分子,画出该双聚分子结构: ___________。
(5)普鲁士蓝晶体属于立方晶系,晶体密度为ρg·cm-3,铁—氰骨架组成晶胞中的8个小立方体,Fe粒子在小立方体顶点,CN- 在小立方体的棱上,两端均与Fe粒子相连,小立方体中心空隙可容纳K+,如图所示(CN- 在图中已省略)。
该晶胞棱长为___________pm(阿伏加德罗常数为NA)。
13、分解水制氢气的工业制法之一是硫—碘循环,主要涉及下列反应:
(I)SO2 + 2H2O + I2 → H2SO4 + 2HI,(II)2HIH2 + I2,(III)2H2SO4 → 2SO2 + O2 + 2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是___________
a.反应III易在常温下进行 b.反应I中SO2还原性比HI强
c.循环过程中需补充H2O d.循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应II,H2物质的量随时间的变化如图所示。0-2min内的平均反应速率v(HI)= ___________。该温度下,反应2HI(g) H2(g) + I2(g)的平衡常数表达式为___________。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则___________(从a~d中选择)是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)SO2在一定条件下可氧化生成SO3,其主反应为:2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) + Q,若此反应起始的物质的量相同,则下列关系图正确的是___________(填序号)
a. b
c.d.
实际工业生产使用的条件是:常压、___________。
(4)实际生产用氨水吸收SO2生成亚硫酸的铵盐。现取a克该铵盐,若将其中的铵盐全部反应生成SO2,应加入18.4mol/L的硫酸溶液的体积(V)范围为___________L(只列出算式即可)。
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