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、为治理环境,减少雾霾,应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物(NOx)等的排放量。
Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
②CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-586.7kJ/mol
(1)若用4.48LCH4还原NO生成N2,则放出的热量为______kJ。(气体体积已折算为标准状况下)
Ⅱ.(2)NOx可用强碱溶液吸收产生硝酸盐。在酸性条件下,FeSO4溶液能将NO3-还原为NO,NO能与多余的FeSO4溶液作用生成棕色物质,这是检验NO3-的特征反应。写出该过程中产生NO的离子方程式: 。
(3)用电化学处理含NO3-的废水,电解的原理如图1所示。则电解时阴极的电极反应式为 ;当电路中转移20 mol电子时,交换膜左侧溶液质量减少________g。
图1 图2 图3
Ⅲ.利用I2O5消除CO污染的反应为:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)。不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 molCO,测得CO2的体积分数(φ)随时间(t)变化曲线如图2所示。
(4)T1时,该反应的化学平衡常数的数值为 。
(5)下列说法不正确的是_______(填字母)。
A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态
B.两种温度下,c点时体系中混合气体的压强相等
C.d点时,在原容器中充入一定量氦气,CO的转化率不变
D.b点和d点时化学平衡常数的大小关系:Kb<Kd
Ⅳ.以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4通过反应CO2(g)+CH4(g)
CH3COOH(g) △H<0直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图3所示。
(6)①250~300℃时,乙酸的生成速率减小的主要原因是 。
②工业生产中该反应的温度常选择250℃、不选择400℃,从综合经济效益考虑,其原因是 。
3、金矿提金采用氰化工艺,产生的含氰废水需处理后才能排放。
(1)氰化工艺中,金溶解于NaCN溶液生成。
①1000℃时,CH4、NH3和O2在催化剂作用下可转化为HCN,HCN与NaOH反应可制得NaCN。生成HCN的化学方程式为_______。
②1 mol含有σ键的数目为_______。
(2)用H2O2溶液处理含氰废水,使有毒的转化为
、
等。
①该反应的离子方程式为_______。
②Cu2+可作为上述反应的催化剂。其他条件相同时,总氰化物(、HCN等)去除率随溶液初始pH变化如图1所示。当溶液初始pH>10时,总氰化物去除率下降的原因可能是_______。
(3)用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)/空气法处理含氰废水的部分机理如下,其中[O]代表活性氧原子:、
、
。其他条件相同时,总氰化物去除事随Na2S2O5,初始浓度
变化如图2所示。当
时,总氰化物去除率下降的原因可能是_______。
4、某班同学用如下实验探究、
的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、硫酸亚铁固体,均配制成0.1mol/L的溶液。请简述配制溶液的方法:_______。
(2)甲组同学探究与
的反应。取10mL 0.1mol/L KI溶液,加入6mL 0.1mol/L
溶液混合。分别取2mL此溶液于4支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入3滴硝酸酸化的溶液,生成黄色沉淀;②第二支试管中加入1mL
充分振荡、静置,
层呈紫色;
③第三支试管中加入3滴某黄色溶液,生成蓝色沉淀;
④第四支试管中加入3滴KSCN溶液,溶液变红。
实验③加入的试剂为_______(填化学式);实验_______(填序号)的现象可以证明该氧化还原反应为可逆反应。
(3)乙组同学设计如下实验探究亚铁盐的性质。
| 实验方案 | 现象 | 查阅资料 |
I | 1.0mL0.1mol/L | 生成白色沉淀,后沉淀基本变为红褐色 | 在溶液中不存在 |
II | 1.0mL 0.1mol/L | 生成白色沉淀,后沉淀颜色几乎不变 |
①实验I中由白色沉淀生成红褐色沉淀的化学方程式为_______。
②对实验II所得白色沉淀展开研究:
i.取II中少量白色沉淀,充分洗涤,向其中加入稀硫酸,沉淀完全溶解,产生无色气泡;
ii.向i所得溶液中滴入KSCN试剂,溶液几乎不变红;
iii.向ii溶液中再滴入少量氯水,溶液立即变为红色。
根据以上现象,实验中生成的白色沉淀的化学式为_______。若向ⅱ溶液中再加入少量固体,溶液也立即变为红色。发生反应的离子方程式为_______。
(4)丙组同学向乙组同学得到的红色溶液中滴入EDTA试剂,溶液红色立即褪去。通过查阅资料,发现可能是EDTA的配合能力比更强,加入EDTA后,EDTA与三价铁形成了更稳定的配合物,血红色消失。该配合物阴离子的结构如图所示,图中M代表
。配合物中C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_______,
的配位数为_______。
5、金常以微细粒浸染于黄铁矿、含砷黄铁矿中,此类矿石的预氧化处理方法主要有:焙烧氧化、生物氧化和湿法氧化。
(1)含砷黄铁矿(主要成分为FeAsS)高温焙烧氧化后,再用氰化钠(NaCN)溶液浸出。已知:氢氰酸(HCN)易挥发,有剧毒。
①焙烧氧化的产物有As4O6、Fe3O4,该反应的化学方程式为_______。
②焙烧氧化的缺点为_______。
③采用电解法除去反应剩余液中有毒物质,CN-在阳极区被去除。在pH=10时,CN-去除效果最佳且能耗最低,原因是____。
(2)利用细菌进行生物氧化提取金,pH对金的浸出率影响如图-1,pH影响金浸出率的原因是_____。
(3)湿法氧化是在溶液中化学物质的作用下提取金。已知Au的硫酸盐难溶于水,Au+与、
等形成配合物。
①工业上利用硫代硫酸盐可浸出金生成Au(S2O3),但在富氧条件下浸出率明显降低,原因是___。
②常温下,已知H2S-HS--S2-粒子体系随pH变化各组分分布如图-2,δ(H2S)= 。多硫化物浸金的一种原理是:混合体系在通空气条件下氧化时,体系中S2-先被氧化为S,再转化为
。研究发现
可将Au氧化为AuS-,pH=11时
将Au氧化的离子方程式为_______。
6、铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是 。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为 ,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se Si(填“>”、“<”)。
(3)SeO2常温下白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为 ;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为 。
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ,B与N之间形成 键。
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为 ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为 g/cm3。
7、
利用合成
的流程如图所示:
请回答下列问题:
(l)物质A的名称为__________;A→B的反应类型是__________。
(2)由A制备环戊酮()的化学方程式为________________。
(3)由F生成G的化学方程式为________________。
(4)D的同分异构体中含有六元环且能发生银镜反应的有________种。
(5)写出符合下列要求的I的同分异构体的结构简式_______(写一种即可,已知同一个碳原子上不能连接2个羟基)。
①芳香族化合物 ②二元醇 ③分子中有5种化学环境的氢原子
(6)参照上述信息,以A和环戊酮()为原料(其它试剂自选),写出合成
的流程图。
___________
8、(1)回答下列问题:
①处于基态的Ca和Fe原子,下列参数前者小于后者的是_________;
a. 最外层电子数 b. 未成对电子数 c. 第一电离能 d. 原子半径
②有文献表明,迄今为止(至2016年)除氦外,所有其他稀有气体元素都能形成化合物。试简要说明未能制得氦的化合物的理由 _______________________。
(2)H和N可以形成多种化合物。
①已知联氨(N2H4)的物理性质与水接近,其原因是_____________________;
②计算表明: N4H62+ 的一种结构如图所示,氢原子只有一种化学环境,氮原子有两种环境,其中的大 π键可表示为_________________。
(3)晶体X只含钠、镁、铅三种元素。在不同的温度和压力下,晶体X呈现不同的晶相。
①γ-X 是立方晶系的晶体。铅为立方最密堆积,其余两种原子有选择的填充铅原子构成的四面体空隙和八面体空隙。在不同的条件下,γ-X 也呈现不同的结构,其晶胞如图所示。X的化学式为_____________;在(b)型晶胞中,边长为a pm,距离Pb最短的Na有_______个,长度为_______pm(用a表示);Na填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百分比为________和八面体空隙的百分比为________。已知(a)型晶胞的边长为770 pm,则该型晶体的密度为_________g·cm-3。(只列出计算式)
②α-X是一种六方晶系的晶体,而在α-X中,镁和铅按 1:1 的比例形成类似于石墨的层状结构,钠填在层间。试画出一层α-X 的结构__________。
9、明代宋应星所著《天工开物》中己经记载了我国古代用炉甘石(主要成分ZnCO3)和煤冶锌工艺,锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题:
(1) Zn原子基态核外电子排布式为___________________。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①SO42-中心原子的轨道杂化类型为_____,与它互为等电子体的阴离子化学式为____(写出一种)。
②在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与NH3之间形成的化学键为___,提供孤电子对的成键原子是____。 ③氨的热稳定性强于膦(PH3),原因是_______。
(3)黄铜是由铜和锌所组成的合金,元素铜与锌的第一电离能分别为:ICu=746kJ/mol,Izn=906 kJ/mol,ICu < Izn的原因是_____________。
(4)《本草纲自》中记载炉甘石(主要成分ZnCO3)可止血,消肿毒,生肌,明目……。
Zn、C、O电负性由大至小的顺序是________。ZnCO3中阴离子的立体构型是______。
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛,立方ZnS晶胞结构如图所示,每个Zn原子周围最近的Zn原子数目为____________。
晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数为NA,则ZnS晶体的密度为_____g/cm3 (列出计算式即可)
10、叠氮化钠(NaN3)是一种防腐剂和分析试剂,在有机合成和汽车行业也有重要应用。学习小组对叠氮化钠的制备和产品纯度测定进行相关探究。
查阅资料:
I.氨基钠(NaNH2)熔点为208℃,易潮解和氧化;N2O有强氧化性,不与酸、碱反应;叠氮酸(HN3)不稳定,易分解爆炸
II.2HNO3+8HCl+4SnCl2=4SnCl4+5H2O+N2O↑,2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3。
回答下列问题:
(1)制备NaN3
①按气流方向,上述装置合理的连接顺序为____(填仪器接口字母)。
②D的作用为____。
③实验时E中生成SnO2·xH2O沉淀,反应的化学方程式为____。
④C处充分反应后,停止加热,需继续进行的操作为____,其目的为____。
(2)用如图所示装置测定产品纯度
①仪器F的名称为____;其中反应的离子方程式为____。
②管q的作用为____。
③若G的初始读数为V1mL、末读数为V2mL,本实验条件下气体摩尔体积为VmL·mol-1,则产品中NaN3的质量分数为____。
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、一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶(SrCl2·6H2O)”的工艺流程如图:
(1)锶与钙同主族。金属锶应保存在__中(填“水”、“乙醇”或“煤油”)。
(2)天青石(主要成分SrSO4)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶,该过程的化学方程式为___。
(3)工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质。“滤渣”的主要成分是___。
(4)“重结晶”时蒸馏水用量[以质量比m(H2O):m(SrO)表示]对Sr(OH)2·8H2O纯度及产率的影响如下表。最合适的质量比为___,当质量比大于该比值时,Sr(OH)2·8H2O产率减小,其原因是___。
质量mH2O:mSrO | 4:1 | 5:1 | 6:1 | 7:1 | 8:1 | 9:1 | 10:1 |
Sr(OH)2·8H2O纯度% | 98.64 | 98.68 | 98.65 | 98.64 | 98.63 | 98.63 | 98.65 |
Sr(OH)2·8H2O产率% | 17.91 | 53.36 | 63.50 | 72.66 | 92.17 | 89.65 | 88.93 |
(5)水氯镁石是盐湖提钾后的副产品,其中SO42-含量约为1%,“净化”过程中常使用SrCl2除杂,写出该过程的离子方程式___。
(6)若需进一步获得无水氯化锶,必须对SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)进行脱水。脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水,失重达33.7%,此时获得的产物化学式为___。
13、石墨烯是科研界的热门话题,两年前,一名年仅22岁的天才少年登上了全球顶级科学杂志《自然》的封面,当选当年影响世界的十大科学人物,且排名全球第一位,他就是来自中国的曹原,很多科学家认为他的研究成果具有重大意义,而生产石墨烯的方法之一是氧化还原法。
已知:石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。请回答下列问题:
(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为___,比较C、N、O的第一电离能___(由大到小),12g石墨烯(结构如图甲)中含有的正六边形数目约为___,请你预测硅___(“是”,“否”)容易形成类似石墨烯的结构,并说明理由:___。
(2)图乙中,1号C的杂化方式是___,该C与相邻C形成的键角___(填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。
(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散到H2O中,则氧化石墨烯可与H2O形成氢键的原子有___(填元素符号)。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M(摩尔质量为Mg/mol)与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部,C60所形成的八面体空隙和四面体空隙的个数比为___,其化学式为___,若该晶胞的晶胞参数棱长为anm,求晶胞密度___。
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