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、将Cu2O与Fe2O3的混合物共ag加入20.0mL4.00mol·L-1的过量稀硫酸中,充分反应后剩余固体的质量为bg。请计算:
(1)若向反应后的溶液中加入40.0mLNaOH溶液能刚好使溶液中的所有金属离子完全沉淀,则该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为__________________mol·L-1。
(2)若a=7b,则混合物中Cu2O与Fe2O3的物质的量之比为__________________。
3、一定条件下,由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应:
反应1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
反应2:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反应3:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如图l所示。反应1、3的活化能如图2所示。
(1)则ΔH2________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是________。
(2)反应1中ΔS1______0(填>、=或<=),指出有利于自发进行的温度条件____(填“较高温度”或:“较低温度”)
(3)将体积比为1:1的H2和CO2充入容积可变密闭容器内,若只进行反应1,下列措施中能使平衡时增大的是____________(填序号)
A.升高温度B.增大压强C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
(4)为了提高CO2和H2制备甲醇生产效率和产量;工业生产中通常采取的措施是____________
(5)在温度为300℃时,使-定量合适体积比为的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。该温度下反应2进行程度很小可看成不进行,请在图3中画出CO、CH3OH浓度随时间变化至平衡的定性曲线图。
4、次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式:___________。
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的银离子还原为银单质,从而可用于化学镀银.
①(H3PO2)中,磷元素的化合价为___________。
②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为:___________(填化学式);
③NaH2PO2是 正盐还是酸式盐?___________,其溶液显___________性(填“弱酸性”、“中性”、或者“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与硫酸反应,写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式___________。
(4)(H3PO2)也可以通过电解的方法制备.工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式___________;
②分析产品室可得到H3PO2的原因___________;
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2,将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室,其缺点是___________杂质。该杂质产生的原因是___________。
5、以磷石膏(只要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
(1)匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(SO42-)随时间变化见由右图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_____________;能提高其转化速率的措施有____(填序号)
A.搅拌浆料 | B.加热浆料至100℃ |
C.增大氨水浓度 | D.减小CO2通入速率 |
(2)当清液pH接近6.5时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是_________。
(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因___________。
6、研究人员将Cu与Cu2O的混合物ag,用足量的稀H2SO4充分反应后,剩余固体质量为bg。
已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
(1)混合物中n(Cu2O)=________mol(用含a、b的最简式表示)
(2)若将ag混合物在空气中加热生成CuO,则m(CuO)=_______g(用含a、b的最简式表示)
7、"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一
I.中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉,其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH.在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应有:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJmo1-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJmo1-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-48.9kJmo1-1
(1)5Mpa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表___________(填化学式)。
②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大,原因是___________。
II.CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2
请回答:
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K=___________(用K1,K2表示)。
(3)恒压,750°C时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,经如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式___________。
②过程ii的催化剂是___________,若CH4和CO2按物质的量之比1:1投料,则会导致过程ii___________。
③过程ii平衡后通入稀有气体He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程iii,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因___________。
8、以钛铁矿(主要成分为,还含有MgO、CaO、
等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(
)和磷酸亚铁锂(
)的工艺流程如图:
已知:“溶浸”后的溶液中含金属元素的离子主要包括、
、
、
;富铁元素主要以
形式存在;富钛渣中钛元素主要以
形式存在。
回答下列问题:
(1)“溶浸”时为加快浸取速率,可以采取的措施是___________(答1条即可);“溶浸”过程发生反应的离子方程式为___________。
(2)若在实验室模拟分离富钛渣和富铁液,则检验富钛渣洗涤干净的操作为___________。
(3)“沉铁”过程中需控制,其目的是___________(答1条即可)。
(4)“溶钛”过程中Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示,试分析40℃后Ti元素浸出率呈图像所示变化的原因:___________。
(5)的晶胞结构如图1所示,设该晶胞的边长为a nm,
为阿伏伽德罗常数的值。Ti的价电子排布式为___________,该晶体的密度
___________(填含a的计算式)g⋅cm-3;
的结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子),画出沿z轴向xy平面投影时氧原子在xy平面的位置:
。________
9、氨对人类的生产生活具有重要影响。
(1)氨的制备与利用。
① 工业合成氨的化学方程式是 。
② 氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是 。
(2)氨的定量检测。
水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如下:
① 利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用: 。
② 若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为6×10-4 mol ,则水样中氨氮(以氨气计)含量为 mg·L-1。
(3)氨的转化与去除。
微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
① 已知A、B两极生成CO2和N2,写出A极的电极反应式: 。
② 用化学用语简述NH4+去除的原理: 。
10、实验室制备1,2-二溴乙烷的原理:
CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O
CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚.用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示,有关数据列表如下:
有关数据列表如下:
| 乙醇 | 1,2-二溴乙烷 | 乙醚 |
状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 |
密度/g•cm -3 | 0.79 | 2.2 | 0.71 |
沸点/℃ | 78.5 | 132 | 34.6 |
熔点/℃ | -130 | 9 | -116 |
(1)在反应中若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是________________;判断该制备反应已经结束的最简单方法是_________________。
(2)装置C中应加入______________,吸收反应中产生的某些有影响的杂质气体(填写正确选项前的字母)
a.水 b.浓硫酸 c.NaOH溶液 d.KMnO4溶液
(3)装置B中竖直的长导管起安全管的作用,其原理是_____________。
(4)若产物中有少量Br2,最好用_________洗涤除去(填写正确选项前的字母)
a.水 b.乙醇 c.KI溶液 d.NaHSO3溶液
发生反应的化学方程为____________________。
(5)若产物中有少量副产物乙醚,可用__________的方法除去。
(6)反应过程中应用冷水冷却装置D,主要目的是__________________,但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是_________________。
11、有三份不同质量的硫化铜与硫化亚铜的混合物样品①②③。甲、乙、丙三同学各取一种样品,加强热充分反应,测定各样品中硫化铜的量。
(1)甲取2.56克样品①,置于空气中加强热,产物为氧化铜和二氧化硫。若产生0.448 L气体(标准状况),该气体被30 mL一定浓度氢氧化钠恰好完全吸收,将所得溶液小心低温蒸干得固体2.3克。则样品①中硫化铜的质量为_____g,氢氧化钠浓度_______mol·L-1;
(2)乙取3.52克样品②,投入过量的浓硝酸中加热,充分反应后,样品全部参与反应,溶液失重8.44克。样品②中硫化铜的物质的量为____mol;若浓硝酸的浓度为14.2 mol·L-1,则反应消耗浓硝酸____mL。(已知:Cu2S+14HNO3→2Cu(NO3)2+10NO2↑+H2SO4+6H2O)
(3)丙称量样品③强热后剩余的固体质量比原样品减小了a g,若该固体为氧化铜,则样品③中硫化铜物质的量(n)为_________mol。若要计算硫化亚铜的质量,则缺少_____________数据,若设该数据为b克,则硫化亚铜的质量为___________。
12、研究不同pH时CuSO4溶液对H2O2分解的催化作用。
资料:a.Cu2O为红色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu和Cu2+
b.CuO2为棕褐色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成Cu2+和H2O2
c.H2O2有弱酸性:H2O2H+ +
,
H++
d.EDTA(无色)、PAN(黄色)均具有还原性,都能与Cu2+反应:Cu2++ EDTA=EDTA-Cu2+ (深蓝色) Cu2++ PAN= PAN-Cu2+ (深红紫色)
编号 | 实验 | 现象 |
I | 向1 mLpH=2的1 mol·L-1CuSO4溶液中加入 0.5mL30%H2O2溶液 | 出现少量气泡 |
Ⅱ | 向1 mL pH=3的1 mol·L -1CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2溶液 | 立即产生少量棕黄色沉淀,出现较明显气泡 |
Ⅲ | 向1 mL pH=5的1 mol·L-1CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2溶液 | 立即产生大量棕褐色沉淀,产生大量气泡 |
(1)经检验生成的气体均为O2,I中CuSO4催化分解H2O2的化学方程式是_______。
(2)对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出2种假设: i.CuO2, ii.Cu2O 和CuO2的混合物。
检验假设,进行实验Ⅳ:过滤Ⅲ中的沉淀,洗涤,加入过量硫酸,沉淀完全溶解,溶液呈蓝色,并产生少量气泡。
①棕褐色沉淀中一定含CuO2的证据是 _______。
②依据Ⅳ中沉淀完全溶解,甲同学认为假设ii不成立,乙同学不同意,理由是_______。
③为探究沉淀中是否存在Cu2O,设计如下实验:将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后,取0.096 g固体溶于过量稀硫酸,加热,充分反应后冷却并配制成50mL溶液。取5mL溶液加水稀释至20 mL后调节溶液pH,滴入3滴PAN,向溶液中滴加0.010 mol·L-1 EDTA溶液至滴定终点,消耗EDTA溶液vmL。
溶液滴定终点的现象是_______。v=_______,可知沉淀中不含Cu2O,假设i成立。
(3)结合方程式,运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因:_______。
(4)研究I、Ⅱ、Ⅲ中不同pH时H2O2分解速率不同的原因。
实验Ⅴ:在试管中分别取1 mLpH=2、3、5的1 mol·L-1 Na2SO4溶液,向其中各加入0.5 mL 30% H2O2溶液,三支试管中均无明显现象。
实验Ⅵ:_______ ( 填实验操作和现象),说明CuO2能够催化H2O2分解。
(5)综合上述实验,I、II、III中不同pH时H2O2的分解速率不同的原因是_______。
13、- Fe2O3粉体具有广泛的用途。工业上用黄钠铁矾渣[主要成分为Na2Fe6(SO4)4(OH)12,还含有Ni、Ba、Ca、Pb、Mg、Co等硫酸盐及SiO2]制备高纯度的
- Fe2O3粉体的工艺流程如下图所示:
已知:常温下,有关离子沉淀的pH和物质的溶度积常数分别如表1和如表2所示:
表1 有关离子沉淀的pH | |||||
离子 | Fe3+ | Fe2+ | Ni2+ | Co2+ | |
开始沉淀pH | 2.2 | 5.8 | 6.9 | 7.2 | |
完全沉淀pH(c =1.0×10−5 mol·L−1) | 3.2 | 8.3 | 8.9 | 9.2 | |
表2 物质的溶度积常数 | |||||
物质 | CoS | NiS | FeS | ||
Ksp | 3.0 × 10−26 | 1.42 × 10−24 | 3.7 × 10−19 | ||
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,无烟煤除了用作燃料以外,还用作_______。
(2)“酸浸”后,浸渣的主要成分有_______,能提高浸出率的措施有_______(任写两点即可)。
(3)“沉钙、镁”中,溶液的pH不宜太小或太大,应保持在5左右的原因是_______。
(4)“沉镍、钴”中,最先沉淀的离子是_______(填离子符号),若要将溶液中的镍和钴完全沉淀,溶液中的c(S2−)不低于_______ mol·L−1。
(5)“沉铁”中,发生反应的离子方程式为_______。
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