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、硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3 、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为________________。
(2)Na2B4O7易溶于水,也较易发生水解:B4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-,(硼酸在常温下溶解度较小)。写出加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式:_________________________________。
(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式_________________。
(4)加入MgO的目的是_____________________。
(5)己知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度(℃) 溶解度(g) | 40 | 50 | 60 | 70 |
MgSO4 | 30.9 | 33.4 | 35.6 | 36.9 |
CaSO4 | 0.210 | 0.207 | 0.201 | 0.193 |
操作“A”是将MgSO4:和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明“操作A”步骤为____________________。
(6)Na2B4O7·10H2O失去全部结晶水后的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“万能还原剂——NaBH4”(该过程B的化合价不变)。
①写出NaBH4的电子式_____________。
②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力,其定义是:每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为_____(计算结果保留两位小数)。
③在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式_______________。
3、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___________、______________。
4、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”)。
5、NO、SO2是大气污染物但又有着重要用途。
I.已知:N2 (g) + O2(g) = 2NO (g) ΔH1= 180.5kJ·mol−1
C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH2 = −393.5kJ·mol−1
2C(s) + O2(g) =2CO(g) ΔH3 =−221.0kJ·mol−1
(1)某反应的平衡常数表达式为K= , 此反应的热化学方程式为:_________
(2)向绝热恒容密闭容器中充入等量的NO和CO进行反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填序号)。
a.容器中的压强不变 b.2v正(CO)=v逆(N2)
c.气体的平均相对分子质量保持34.2不变 d.该反应平衡常数保持不变
e.NO和CO的体积比保持不变
II.(3)SO2可用于制Na2S2O3。为探究某浓度的Na2S2O3的化学性质,某同学设计如下实验流程:
用离子方程式表示Na2S2O3溶液具有碱性的原因___________。Na2S2O3与氯水反应的离子方程式是__________。
(4)含SO2的烟气可用Na2SO3溶液吸收。可将吸收液送至电解槽再生后循环使用。再生电解槽如图所示。a电极上含硫微粒放电的反应式为_________________________(任写一个)。离子交换膜______(填标号)为阴离子交换膜。
(5)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),将一定量的SO3放入恒容的密闭容器中,测得其平衡转化率随温度变化如图所示。图中a点对应温度下,已知SO3的起始压强为P0,该温度下反应的平衡常数Kp= _______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。在该温度下达到平衡,再向容器中加入等物质的量SO2和SO3,平衡将___________(填“向正反应方向”或“向逆反应方向” “不”) 移动。
6、烯烃在化工生产过程中有重要意义。下面是以烯烃A为原料合成粘合剂M的路线图。
回答下列问题:
(1)下列关于路线图中的有机物或转化关系的说法正确的是_______(填字母)。
A.A能发生加成、氧化、缩聚等反应
B.B的结构简式为CH2ClCHClCH3
C.C的分子式为C4H5O3
D.M的单体是CH2=CHCOOCH3和CH2=CHCONH2
(2)A中所含官能团的名称是_______,反应①的反应类型为_________。
(3)设计步骤③⑤的目的是_________, C的名称为________。
(4)C和D生成粘合剂M的化学方程式为____________。
(5)满足下列条件的C的同分异构体共有__种(不含立体异构),写出其中核磁共振氢谱有3组峰的同分异构体的结构简式:_____________。
①能发生银镜反应 ② 酸、碱性条件下都能水解 ③ 不含环状结构
(6)结合信息,以CH3CH=CHCH2OH为原料(无机试剂任选),设计制备CH3CH=CHCOOH的合成路线。合成路线流程图示例如下:_____________
7、[化学——选修3:物质结构与性质]氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢,在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的晶胞结构如右下图所示。
(1)基态Ti原子的价电子轨道表示式为 。
(2)NaH的熔点为800℃,不溶于有机溶剂。NaH属于 晶体,其电子式为 。
(3)AlCl3在178℃时升华,其蒸气的相对分子质量约为267,蒸气分子的结构式为 (标明配位键)。
(4)AlH4-中,Al的轨道杂化方式为 ;例举与AlH4-空间构型相同的两种离子 (填化学式)。
(5)NaAlH4晶体中,与Na+紧邻且等距的AlH4-有 个;NaAlH4晶体的密度为 g·cm-3(用含a的代数式表示)。若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体为 (填化学式)。
(6)NaAlH4的释氢机理为:每3个AlH4-中,有2个分别释放出3个H原子和1个Al原子,同时与该Al原子最近邻的Na原子转移到被释放的Al原子留下的空位,形成新的结构。这种结构变化由表面层扩展到整个晶体,从而释放出氢气。该释氢过程可用化学方程式表示为 。
8、化合物H是合成抗心律失常药物泰达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为_________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为_________。写出D与足量NaOH溶液反应的方程式____。
(3)写出同时满足下列条件的C的两种同分异构体的结构简式:_________________。
①能发生银镜反应
②能发生水解反应,其水解产物之一能与溶液发生显色反应
③分子中只有4种不同化学环境的氢
(4)E经还原得到F,E的分子式为,写出E的结构简式:_________。
(5)已知:①苯胺()易被氧化。
②
请以甲苯和为原料制备
,写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。___________________________
9、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_____。
10、汽车尾气中的有害气体主要有NO、碳氢化合物及CO,某校同学设计实验将模拟汽车尾气转化为无害气体。回答下列问题;
(1) 为了配制模拟尾气,甲组同学用上图所示装置分别制备NO、乙烯及CO三袋气体。
① 在实验室中用装置A制取NO,分液漏斗中盛放的是_______(填试剂名称)。
② 用(乙烯利)与NaOH溶液并用装置B制取乙烯,反应生成乙烯的化学方程式为(已知磷转化为Na3 PO4)_______________________。
③ 用H2C2O4与浓硫酸制取CO的化学方程式:H2C2O4 CO↑ + CO2 ↑+ H2O↑,然后进行提纯,选用上图装置预制一袋干燥纯净的CO,各接口连接的顺序为(气流从左至右)___________→g,其中装置C中主要仪器的名称是________,装置D中盛放的药品是_______。
(2) 乙组同学将甲组制得的气体与空气按适当比例混合形成模拟尾气(NO、CO、C2 H4及空气),按如图所示装置进行尾气转化并检验。
① 为检验催化反应后的气体中是否有CO2生成和乙烯的残留,G、H中盛放的试剂依次是_______(填标号)。
a. NaOH溶液 b. 酸性KMnO4溶液 c. 澄清石灰水 d. Br2/CCl4溶液
② 通“模拟尾气”前,需先将催化剂加热到反应所需的温度,其目的是__________________;写出其中CO与NO完全转化为无害气体的化学方程式:_____________________。
11、Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-)的比值与反应的温度有关,用24gNaOH配成的250mL溶液,与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化):
(1)NaOH溶液的物质的量浓度_____mol·L-1;
(2)某温度下,反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-),则溶液中c(ClO-) =_____mol·L-1。
12、单晶边缘纳米催化剂技术为工业上有效利用二氧化碳提供了一条经济可行的途径,其中单晶氧化镁负载镍催化剂表现出优异的抗积碳和抗烧结性能。
(1)基态镍原子的价层电子排布图为___________。
(2)氧化镁载体及镍催化反应中涉及到CH4、CO2和CH3OH等物质。元素Mg、O和C的第一电离能由小到大排序为___________;在上述三种物质的分子中碳原子杂化类型不同于其他两种的是______,立体构型为正四面体的分子是___________,三 种物质中沸点最高的是CH3OH,其原因是___________。
(3)Ni与CO在60~80°C时反应生成Ni(CO)4气体,在Ni(CO)4分子中与Ni形成配位键的原子是___________,Ni(CO)4晶体类型是___________。
(4)已知MgO具有NaCl型晶体结构,其结构如图所示。已知MgO晶胞棱长为0.42nm,则MgO的密度为___________ g·cm-3(保留小数点后一位,下同);相邻Mg2+之间的最短距离为___________ nm。(已知 =1.414,
=1.732)
13、工业上以软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量FeCO3、Al2O3、SiO2)为原料制取金属锰的工艺流程如下:
(1)写出“浸渣”中主要成分的用途 ________(写出两条)。
(2)滤渣1的主要成分是 ________(用化学式表示)
(3)经检测“浸取液”中无Fe2+,“浸取”时MnO 2发生反应的离子方程式为 ________。
(4)写出“沉锰”操作中发生反应的离子方程式:________。
(5)将“酸溶”后的溶液作为电解液,用下图1装置电解,应采用 ______(填“阴”或“阳”)离子交换膜,阳极的电极反应式为________。
(6)为充分利用“滤渣1”,需测定滤渣中铝元素的含量,设计以下方案。
①将ag滤渣处理成xmL溶液。
②取少量①中溶液用EDTA滴定测得溶液中Fe3+ 、Al3+ 的浓度之和为ymmol·L-1 。
③另取少量①中溶液将Fe3+ 用盐酸羟胺(在溶液中可完全电离出NH3OH+与Cl- )还原为Fe2+,离子方程式为 ________;
④将③所得溶液利用吸光度法测得其吸光度为0.400(吸光度与Fe2+的浓度关系如上图2所示)。该样品中铝元素的质量分数为 _________(用含字母的表达式表示)。
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