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、铜、铁、铝都是日常生活中常见的金属,具有广泛用途。请回答:
(1)铜元素在元素周期表中位于 ,其原子基态价层电子排布式为 。
(2)Cu2O的熔点比Cu2S的高,原因为 。
(3)Fe(CO)5是一种常见的配合物,可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。
①写出CO的一种常见等电子体分子的结构式 ;
两者相比较沸点较高的为 (填分子式)。
②Fe(CO)5在一定条件下发生反应:
Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g),已知:反应过程中,断裂的化学键只有配位键,由此判断该反应所形成的
化学键类型为 。
(4)已知AlCl3·NH3有配位键。在AlCl3·NH3中,提供空轨道的原子是 ;在NH4+中N原子的杂化轨道类型为 。
(5)金属铝的晶胞结构如图甲所示,原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。则晶体铝中原子的堆积方式为 。已知:铝原子半径为d cm,摩尔质量为M g·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ= (表达式)。
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、X、Y、Z是三种原子序数依次递增的前10号元素,X的某种同位素不含中子,Y形成的单质在空气中体积分数最大,三种元素原子的最外层电子数之和为12,其对应的单质及化合物转化关系如图所示。下列说法正确的是______
A.原子半径:X<Z<Y,简单气态氢化物稳定性:Y<Z
B.A、C均为10电子分子,A的沸点高于C的沸点
C.E和F均属于离子化合物,二者组成中阴、阳离子数目之比均为1∶1
D.同温同压时,B与D体积比≤1∶1的尾气,可以用NaOH溶液完全处理
5、二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为___________________________;向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为___________________极(填A或B)
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。
6、N和Si是合成新型非金属材料的两种重要元素。请回答:
(1)基态Si原子的价层电子排布图为 ;Si原子可形成多种氢化物,其中Si2H6中Si原子的价层电子对数目为 。
(2)ClO3-、ClO4-中Cl都是以 轨道与O原子 轨道成键,其微粒的立体结构分别为 、 。
(3)N和Si形成的原子晶体中,N原子的配位数为 。
(4)NaN3常作为汽车安全气囊的填充物,其焰色反应为黄色。大多数金属元素有焰色反应的微观原因为 ;N3-中σ键和π键的数目之比为 。B、F与N三种元素同周期,三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)
(5)SiO2的晶胞与金刚石(如图所示)相似,可以看作Si原子替代C原子后,在两个成键的Si原子间插入1个O原子形成。则:
①晶胞中最小的环含有_____个原子。
②若晶体密度为ρg·cm3,阿伏伽德罗常数为NA,晶胞中两个最近的Si原子核之间的距离为____pm(用代数式表示)。
7、镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成。
放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某学习小组对该电池电极材料进行回收研究。
已知 :①NiO2有强氧化性,可与浓盐酸反应;
②NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:
M(OH)n | Ksp | pH | |
开始沉淀 | 沉淀完全 | ||
Al(OH)3 | 2.0×10-32 | 4.1 | - |
Fe(OH)3 | 3.5×10-38 | 2.2 | 3.5 |
Fe(OH)2 | 1.0×10-15 | 7.5 | 9.5 |
Ni(OH)2 | 6.5×10-18 | 6.4 | 8.4 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为; ;
(2)维持电流强度为1.0A,消耗0.28gFe,理论电池工作 s。(已知F=96500C/mol)
(3)对该电池电极材料进行回收方案设计:
①方案中加入适量双氧水的目的是 ;在滤液I中慢慢加入NiO固体,则依次析出沉淀
和沉淀 (填化学式)。若两种沉淀都析出,pH应控制在不超过
(离子浓度小于1×10-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.4);设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案 。
②滤液III中溶质的主要成分是 (填化学式);气体I为 ,判断依据是 。
8、硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的能溶于水的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4 制备路线如下:
查阅资料:
I.酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化。
Ⅱ.SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)C1]。
回答下列问题:
(1)操作I的步骤为_____________________、过滤、洗涤、干燥。过滤后滤液仍混浊的原因是(除滤纸破损,所有仪器均洗涤干净)__________________________、__________________________.
(2)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请结合必要的化学方程式及化学反应原理解释原因:
_________________________________________________
(3)加入锡粉的作用有两个:①调节溶液pH;②_____________________。
(4)SnS04还可在酸性条件下用作双氧水的去除剂,发生反应的离子方程式是______________________________________。
(5)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应):取质量为m g的锡粉溶于稀硫酸中,向生成的SnSO4中加入过量的Fe2(SO4)3溶液,用物质的量浓度为c mol/L的K2Cr207标准溶液滴定生成的Fe2+,共用去K2Cr207溶液的体积为V L。 则锡粉中锡的质量分数是_______________。(Sn的摩尔质量为M g/mol,用含m、c、V、M的代数式表示)
9、氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题:
(1)实验室可用上图所示装置合成氨。
①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为NO2-+NH4+N2↑+2H2O。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后,锥形瓶中溶液变红,则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。
(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统,可持续合成氨,其原理如图所示。
①图中反应Ⅱ属于________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是________(填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。
(3)液氨可用作制冷剂,液氨汽化时________(填“释放”或“吸收”)能量;液氨泄漏遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如下表所示:
共价键 | N-H | O=O | N≡N | O-H |
键能/kJ·mol-1 | 391 | 498 | 946 | 463 |
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH=________。
10、84消毒液(有效成分NaClO)和医用酒精(75%的乙醇水溶液)都能用于杀菌消毒。
Ⅰ.84消毒液的制备:
(1)在实验室利用如图装置(电极材料为惰性电极)制备少量84消毒液,则a为电源的___________极(填“正”或“负”)。为提高NaClO的稳定性并抑制其水解,可向其溶液中加入少量___________(填化学式)。
Ⅱ.对于网传的“84消毒液与酒精混用会产生氯气”的说法,某小组进行了如下活动。
查阅资料:
①乙醇能与NaClO发生一系列的复杂反应,可能生成氯气、乙醛、乙酸、氯仿等;
②乙醛具有强还原性,可以被NaClO、新制Cu(OH)2悬浊液等氧化。
实验探究:
采用某品牌的84消毒液和乙醇溶液按如图装置进行实验(加热及加持仪器略)。
编号. | ① | ② | ③ | ④ |
实验 | 75%乙醇与稀释100倍84消毒液,不加热 | 75%乙醇与稀释100倍84消毒液, 加热 | 95%乙醇与不稀释84消毒液,不加热 | 95% 乙醇与不稀释84消毒液,加热 |
仪器C中 | 无明显现象 | 无明显现象 | 少量气泡生成 | 大量气泡生成 |
仪器D中 | 不变色 | 不变色 | 变浅 | 变浅 |
(2)仪器A的作用是___________,为使C中乙醛(CH3CHO)含量较高,B中盛放的试剂为___________。实验室稀释84消毒液需要的玻璃仪器有___________。
(3)实验①和②中,仪器D中不变色的原因可能是:___________。
(4)有同学认为实验④产生的大量气泡中除Cl2外,还可能含有O2,产生的原因是___________。(用化学方程式表示)。
(5)试写出NaClO与C2H5OH反应生成CH3CHO的化学方程式___________。
11、用两块相同的纯铜片作为电极,电解硫酸铜溶液,电解时,若电流强度为0.5A,电解时间为10min,每个电子的电量为1.60×10-19C,NA=6.02×1023mol-1。
(1)电路中通过的电量Q=___C。
(2)两块铜片质量相差了___g。
12、利用氯碱工业中的固体废物盐泥[主要成分为、
、
,还含有少量
、
、
、
等]与废酸反应制备
,既处理了三废,又有经济效益。其主要流程如下:
已知:
①部分离子沉淀完全的
沉淀物 | ||||
8.96 | 3.20 | 4.70 | 11.12 |
②三种化合物的溶解度(S)随温度变化的曲线
(1)实验室模拟该流程,不会涉及的操作___________。
A.
B.
C.
D.
加入可调节,且一种离子会被氧化。充分反应后再趁热过滤。
(2)以上操作利用了的___________性和___________性,且不引入新的杂质离子;趁热过滤的目的是___________;沉淀A的主要成分是___________、___________、___________。
(3)检验滤液B中是否含有的实验方法___________。
(4)从沉淀B中获得晶体的实验步骤依次为①向沉淀B中加入足量___________(填化学式);②___________、___________;④过滤、洗涤得产品。
(5)若测定晶体中结晶水的含量,需要的定量仪器有___________。
13、为加快实现“双碳”目标,有效应对全球气候变化、构建低碳社会,CO₂资源化利用受到越来越多的关注。
I.Sabatier反应可实现CO₂甲烷化:
反应1 CO₂(g)+4H₂(g) CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH=-165kJ⋅mol⁻¹
同时还发生的反应如下:
反应2 CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41kJ⋅mol⁻¹
(1)已知键能是指气态原子形成1mol化学键释放的能量,上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | O-H | C-H | C=O | H-H |
键能/(kJ·mol⁻¹) | 463 | 414 | 802 | 436 |
则C(g)+O(g)=CO(g) ΔH=___________kJ⋅mol⁻¹。
(2)向某恒压密闭容器中充入5molCO₂和20molH₂,在不同温度下达到平衡时各含碳元素物质的物质的量n(X)与温度T的关系如下图所示。
①当反应1和反应2均达到化学平衡状态时,维持温度不变,增大容器体积,则反应2的平衡移动方向___________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),反应2的平衡常数___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②曲线Y表示的是___________(填含碳元素物质的化学式)的物质的量与温度的关系,曲线Z所表示的物质在800K~1100K之间物质的量增大的原因是___________。
③800K时,反应2的压强平衡常数Kp=___________(计算结果保留两位有效数字,用分压代替浓度,分压=物质的量分数×总压)。
Ⅱ.一种从高炉气回收CO₂制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如下:
(3)铂电极上生成HCOOH的电极反应式为___________;电解过程中还伴随着析氢反应,若生成HCOOH的电解效率为80%,当电路中转移1mole⁻时,阴极室溶液的质量增加___________g(CO₂溶解量不计)[B的电解效率=]。
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