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、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:
。________
3、短周期的元素在自然界中比较常见,尤其是非金属元素及其化合物在社会生活中有着很重要的作用。
(1)补全元素周期表中符号。
_____ | C | N | O | F |
Al | Si | _____ | S | Cl |
表中元素形成的最稳定氢化物是_____,该氢化物在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度_____(填“大”或“小”)。
(2)硅原子核外电子运动状态为_____种,其最外层电子排布式为_____,硅微粒非常坚硬,比较晶体硅与碳化硅的熔点高低并解释说明_____。
(3)碳元素的非金属性比硫_____,可由一复分解反应推测而得,其反应的化学方程式为_____。
(4)烟气中的NO与尿素[CO(NH2)2](C的化合价为+4)反应进行脱硝。反应的化学方程式是:2CO(NH2)2+8NO=2CO2+6N2+O2+4H2O。该反应的氧化产物为_____,若反应过程中有2.24L(标准状况下)NO反应,则电子转移的数目为_____。
4、含氮化合物在工农业生产中都有重要应用。
(1)氨和肼(N2H4)是两种最常见的氮氢化物。
己知:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8kJ/mol,化学平衡常数为K1。N2H4(g)+O2(g)
N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ/mol,化学平衡常数为K2。则用NH3和O2制取N2H4的热化学方程式为_________,该反应的化学平衡常数K=____(用K1、K2表示)。
(2)对于2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
①下列能说明该反应已经达到平衡状态的是____(填字母代号)。
A.c(CO)=c(CO2) B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆 D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
②图1为容器内的压强(P)与起始压强(P0)的比值(P/P0)随时间(t)的变化曲线。0~5min内,该反应的平均反应速率v(N2)= ____,平衡时NO的转化率为____。
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式_________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理__________________。
5、以某含铜矿石[主要成分是FeCuSi3O13(OH)4,含少量SiO2、CaCO3]为原料制备CuSO4·5H2O的流程如下:
已知相关试剂成分和价格如下表所示:
请回答下列问题:
(1)含铜矿石粉碎的目的是_______。
(2)酸浸后的溶液中除了Cu2+外,还含有的金属阳离子是_______。
(3)固体1溶于NaOH溶液的离子方程式为__________。
(4)结合题中信息可知:所选用的试剂1的名称为_______;加入该试剂时,发生反应的离子方程式为_________。
(5)试剂2 可以选择下列物成中的______。滤渣2中一定含有的物质为______(填化学式)。
A. Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Fe
(6)CuSO4·5H2O用于电解精炼铜时,导线中通过9.632×103C的电量,测得阳极溶解的铜为16.0g。而电解质溶液(原溶液为1 L)中恰好无CuSO4,则理论上阴极质量增加_____g,原电解液中CuSO4的浓度为__ 。已知一个电子的电量为1.6×10-19C)
6、工业上常用如下的方法从海水中提碘:
完成下列填空:
(1)上述流程中有两步都涉及到氯气。写出氯元素在周期表中的位置:_________;
氯气分子中所含的化学键名称是:_________;在原子钟,其核外存在_________种运动状态不同的电子。
(2)和氯元素位于同主族的另外一个短周期元素单质的电子式是:_________,
两者气态氢化物的稳定性是:_________>_________(填写化学式)。
(3)步骤②中体现了溴具有的性质是_______________(文字简述)。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式(说明:此反应在水溶液中进行):________________;在该反应中被氧化的元素是:_________。
(5)工业上利用海水还有一个重要的反应就是电解饱和食盐水,此反应中的阴极产物是:_________和_________(写化学式)。
(6)溴蒸汽还可以用饱和碳酸钠溶液来吸收,产物为溴化钠、溴酸钠,同时放出二氧化碳,请写出该反应的化学方程式并标明电子转移方向与数目:______________________。
7、氮的化合物既是一种资源,也会给环境造成危害。
I.氨气是一种重要的化工原料。
(1)NH3与CO2在120°C,催化剂作用下反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)(NH2)2CO(s)+H2O(g),ΔH= -x KJ/mol (x>0),其他相关数据如表:
物质 | NH3(g) | CO2(g) | CO(NH2)2(s) | H2O(g) |
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/KJ | a | b | z | d |
则表中z(用x a b d表示)的大小为________。
(2)120℃时,在2L密闭反应容器中充入3mol CO2与NH3的混合气体,混合气体中NH3的体积分数随反应时间变化关系如图所示,该反应到达平衡时CO2的平均反应速率为_____, 此温度时的平衡常数为_____。
下列能使正反应的化学反应速率加快的措施有___________.
① 及时分离出尿素 ② 升高温度 ③ 向密闭定容容器中再充入CO2 ④ 降低温度
Ⅱ.氮的氧化物会污染环境。目前,硝酸厂尾气治理可采用NH3与于NO在催化剂存在的条件下作用,将污染物转化为无污染的物质。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率(已知浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。
(l)写出装置⑤中反应的化学方程式_________。
(2)装置①和装置②如下图,仪器A的名称为_____,其中盛放的药品名称为_______。
装置②中,先在试管中加入2-3 粒石灰石,注入适量稀硝酸,反应一段时间后,再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应,加入石灰石的作用是________。
(3)装置⑥中,小段玻璃管的作用是______;装置⑦的作用是除去NO, NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液,同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽,若氨气未除尽,可观察到的实验现象是_________。
8、将51.2g完全溶于适量浓硝酸中,得到标况下17.92L
、
和
的混合气体,该混合气体恰好能被500
2
溶液完全吸收,生成只含
和
的盐溶液。请计算:
(1)盐溶液中_______
。
(2)混合气体中_______
。
9、原电池原理的发现改变了人们的生活方式。
(1)如图所示装置中,片作_______(填“正极”或“负极”),Zn片上发生反应的电极反应式为_______;能证明化学能转化为电能的实验现象是_______。
(2)下列可通过原电池装置实现化学能转化为电能的反应是_______(填序号)。
①
②
10、某次银镜反应实验完成后,甲同学在清洗试管时,发现向做过银镜反应的试管内滴加0.1溶液,银镜会消失。
Ⅰ.甲同学推测溶液中的
具有氧化性,能够溶解单质Ag,设计如下实验方案,证明其结论:
取一支沾有少量Ag的试管,加入5mL 0.05
溶液(过量),充分振荡,发现银镜消失较慢,溶液黄色明显变浅,产生较多白色沉淀。
(1)选用0.05
溶液的目的是___________。
(2)实验完成后向试管中加入___________(填序号,①KSCN溶液、②溶液、③稀HCl),若出现___________,则证明甲同学推测正确。
(3)该实验方案中涉及化学反应的离子方程式为___________。
Ⅱ.乙同学在甲同学实验方案基础上又设计了如下列实验方案:
序号 | 实验步骤 | 实验现象 |
a | 用pH试纸测定0.1mol/L | pH=2 |
b | 取一支沾有少量Ag的试管,加入5mL 0.1mol/L | 银镜消失较快;溶液黄色略变浅; |
c | 取一支沾有少量Ag的试管,加入试剂A,充分振荡。 | 银镜消失较快。 |
(4)乙同学的实验目的为___________,根据实验目的可以判断出步骤c中的试剂A可为pH=___________,浓度为0.3的___________(填离子符号)溶液。
Ⅲ.丙同学查阅资料发现,、
的氧化性差异不大,推测在一定条件下Ag与
反应可能是可逆反应,改用如下图所示装置进行探究,连接装置(盐桥中的物质不参与反应),进行下表中实验操作并记录电流表读数。
序号 | 实验步骤 | 电流表读数(A) |
A | 按上图连接装置并加入药品,电流表指针偏转,发现银电极质量有增加,读出电流表读数a | a(a>0) |
B | 充分反应一段时间后,读出电流表读数b | b(0<b<a) |
C | 再继续向烧杯甲中缓缓加入浓 | x |
(5)根据步骤C中电流表读数x确定Ag与反应是可逆反应,则读数x可能为___________,请具体说明如何通过电流表的读数x判断该反应为可逆反应:___________。
(6)和
反应的离子方程式为___________。
11、溶液与
锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为
,反应后最高温度为
。
已知:反应前后,溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为
,忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算:
(1)反应放出的热量_____J。
(2)反应的
______
(列式计算)。
12、今年是诺贝尔奖颁发120周年,其中很多获得诺贝尔化学奖的研究成果都极大的影响着我们的生活。请回答与诺贝尔化学奖获奖成果相关的下列问题:
(1)1995年,诺贝尔化学奖授予Paul Crutzen、Mario Molina 和F.S Rowland 三位科学家,以表彰他们在平流层臭氧化学研究领域所做出的贡献。氟利昂(CCl2F2等)及氮的氧化物在O3分解中起重要作用,N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(2)1996年,诺贝尔化学奖授予对发现C有重大贡献的三位科学家。C60晶体中分子的配位数为_______,其与金刚石互为_______。C60与足量的F2加成的化学方程式为_______。
(3)2019年,诺贝尔化学奖授予John B Goodenough,M.stanley Whittlingham 和 Akira Yoshino,以表彰他们在锂离子电池的发展方面作出的卓越贡献。
①磷酸亚铁锂是制造锂离子电池电极的重要材料。磷酸亚铁锂中,磷原子的杂化方式与下列微粒的中的碳原子杂化方式相同的是_______(填字母)。
A.HCHO B.CO C.C2H6 D.苯
②从原子结构理论角度解释,Fe3+比Fe2+稳定的原因为_______。
③早在1973年,Whittingham 发现一种极强富能材料TiS2,以此作为锂电池的全新阴极。Ti的基态原子核外电子排布式为_______。下列硫的各种微粒中,电离最外层一个电子所需能量最大的是_______。(填字母)。
A.[Ne]3s23p3 B.[Ne]3s23p4 C.[Ne]3s23p33d1 D.[Ne]3s23p5
(4)在TiS2的单位晶胞中(如下图所示),阳离子分布在8个顶点,阴离子分布在由上下各3个阳离子构成的正二棱柱中,并间隔地排列在上半部的中心和下半部的中心。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图中原子1的坐标为(0,0,0),原子2的坐标为(0,1,1),原子3的坐标为(,
,
),则原子4的坐标为_______。设TiS2的摩尔质量为Mg/mol,阿伏加德罗常数的值为NA,则其密度ρ为_______g/cm3。
13、CO、CO2、CH4等含碳化合物的综合利用是当今科技的重点研究对象之一。
(1)双功能催化剂的催化作用,突破了低温下水煤气转换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH]时高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下:
下列说法正确的是______
A.过程I、过程II、过程皿均为吸热反应
B.图示的三个过程都与H2O有关
C.图示的三个过程中均有极性共价键的断裂和生成
D.使用催化剂降低了整个水煤气变换反应过程的ΔH
(2)已知:
①2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1
表示CO燃烧热的热化学方程式为______。
(3)某催化剂的M型、N型均可催化反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等物质的量的CO和O2,在相同时间段内,不同温度下测得CO的转化率(α)如图所示。
①图中a、b、c、d、e五个点对应状态下,反应速率最慢的是______点
②N型催化剂条件下,从a点到e点,CO的转化率先增大,后减小,e点时突然减小的原因为______。
③若b点容器中c(O2)=0.4mol·L-1,则T℃时该反应的平衡常数K=______。
(4)在一定条件下,CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g),可制得合成气H2和CO。在2L密闭容器中充入CO2和CH4,使其物质的量浓度均为0.5mol·L-1,达到平衡时CO的体积分数为X,若恒温恒容下,向平衡体系中再充入1mol CO2和1mol CH4。回答下列问题:
①化学平衡______(填“正方向移动”“逆方向移动”或“不移动”)。
②再次平衡时,CO的体积分数______(填“变大”“变小”或“不变”)。
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