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、
铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题:
(l)基态铁原子的价电子轨道表达式为__________。
(2)铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+_______Fe2+(填“大于”或“小于”),原因是________________。
(3)纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,NH4+的结构式为______(标出配位键),空间构型为_________,其中氮原子的杂化方式为_______;与ClO4-互为等电子体的分子或离子有__________(任写两种)。
(4)金属铁晶体原子采用________堆积.铁晶体的空间利用率为______(用含π的式子表示)。
(5)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由A、B方块组成。则该权化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为_______(填最简整数比);己知该晶体的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则品胞参数a 为_______nm(用含d 和NA的代数式表示)。
3、有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E的内部各能层均排满,且有成单电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)写出基态E原子的价电子排布式_____________________。
(2)A的单质分子中π键的个数为___________。
(3)A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为__________ (用元素符号表示)。
(4)B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的,原因是______________________。
(5) A的最简单氢化物分子的空间构型为_______,其中A原子的杂化类型是________。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如下图,已知晶体的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=__________cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
4、近日,《自然—通讯》发表了我国复旦大学魏大程团队开发的一种共形六方氮化硼修饰技术,可直接在二氧化硅表面生长高质量六方氮化硼薄膜。
(1)下列N原子的电子排布图表示的状态中,能量最高的是___,能量最低的是___(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(2)第二周期主族元素中,按第一电离能大小排序,第一电离能在B和N之间的元素有___种。
(3)Na与N形成的NaN3可用于制造汽车的安全气囊,其中阴离子的空间构型为___,Na在空气中燃烧则发出黄色火焰,这种黄色焰色用光谱仪摄取的光谱为___光谱(填“发射”或“吸收”)。
(4)已知NH3分子的键角约为107°,而同主族磷的氢化物PH3分子的键角约为94°,试用价层电子对互斥理论解释NH3的键角比PH3的键角大的原因:___。
(5)BH3·NH3是一种有效、安全的固体储氢材料,可由BH3与NH3反应生成,B与N之间形成配位键,氮原子提供___,在BH3·NH3中B原子的杂化方式为___。它的性质与乙烷有所不同:在标准状况下为无色无味的白色固体,在水中溶解度也较大,其原因是___。
(6)立方氮化硼属于原子晶体,其晶胞结构如图1所示,可认为氮原子处于硼原子围成的某种空隙中,则氮原子处于硼原子围成的___(填空间结构)空隙中。图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”标明N的相对位置___。
已知立方氮化硼的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中硼原子与氮原子的最近距离为___nm。(只要求列算式)
5、据预测,到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性碳(AC)表面的迁移,对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用,其机理如图所示,其中ad表示物种的吸附状态。下列有关叙述错误的是
A. 图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解
B. AC表面作用的温度不同,H2S的去除率不同
C. H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等
D. 图中反应过程中只有H—S键的断裂,没有H—S键的形成
6、污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2。为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的产品。
治理方案Ⅰ:
(1)将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:_______________、_______________。
治理方案Ⅱ:
某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下流程既去除尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2 (反应条件已省略)。
请回答下列问题:
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+其原因是___________________________,用MnS除去溶液中的Cu2+的离子方程式为_______________。
(3)流程图④过程中发生的主要反应的化学方程式为___________________。
(4)MnO2可作超级电容器材料。工业上用下图所示装置制备MnO2。接通电源后,A电极的电极反应式为:_______________,当制备lmol MnO2,则膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)为_______________g。
7、元素单质及其化合物有广泛用途,请回答下列问题:
(1)第三周期元素中,钠原子核外有_______种能量不同的电子;氯原子的最外层电子排布式为______________;由这两种元素组成的化合物的电子式为__________。
(2)下列气体能用浓硫酸干燥的是________。
A.NH3 B.HI C.SO2 D.CO2
(3)请用一个实验事实说明钠与镁的金属性强弱________________________________。
(4)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时可分解生成两种盐,化学方程式为:KClO3 KCl+KClO4 (未配平),则氧化产物与还原产物的物质的量之比为_________。
(5)已知:
化合物 | MgO | MgCl2 |
类型 | 离子化合物 | 离子化合物 |
熔点/℃ | 2800 | 714 |
工业上电解MgCl2制单质镁,而不电解MgO的原因是________________________________。
8、二氧化硫、氯气、氧化亚砜均为重要的工业原料。工业上用SO2、SCl2与Cl2反应合成氯化亚砜:SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)
(1)在373K时,向10L的密闭容器中通入SO2、SCl2与Cl2均为0.20mol,发生上述反应。测得其压强(p)随时间(t)的变化为表中数据Ⅰ(反应达到平衡时的溫度与起始温度相同,P0为初始压强)。
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Ⅰ | P | 6.0 P0 | 6.7 P0 | 6.l P0 | 5.4 P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
II | P | 6.0 P0 | 7.0 P0 | 5.3 P0 | 5.O P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
谪回答下列问题:
①该反应的△H_________(填“>”“ <”或“=”)0。
②若只改变某一条件,其他条件相同时.测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,则改变的条件是_________ 。
(2)如图是某同学测定上述反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系点。
①A点的数值为______________。(己知:lg4=0.6)
②当升高到某一温度吋.反应重新达到平衡,A点可能变化为___________点。
(3)己知反应 S4(g)+4Cl2(g) = 4SCl2(g)的△H=-4kJ·mol-1,1molS4(g)、lmolSCl2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收1064kJ、510kJ的能量,则1molCl2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为__________kJ。
(4)常温下饱和亚硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol/L,电离常数为Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7。
①SOCl2溶于水中可形成两种酸,其中HCl的物质的量浓度为10mol/L时,H2SO3的物质的量浓
度_______(大于、小于、等于)1.25mo1/L。
②向10mL饱和H2SO3溶液中滴加相同物质的量浓度的NaOH溶液VmL,当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =2c (SO32-) +c (HSO3-) ;当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =c(SO32-) +c (HSO3-) +c(H2SO3);则 a________b(大于、小于、等于)。
9、回答下列问题:
(1)已知和
均含有18个电子的分子,判断在水中的溶解性大小并说明理由_______。
(2)四种晶体的熔点数据如下表:
物质 | ||||
熔点/℃ | 872 | 283 | 394 | 446 |
和
熔点相差较大,后三者熔点相差较小,原因是_______。
10、肉桂酸乙酯是高级防晒霜中必不可少的成分之一、由于其分子中存在碳碳双键,稳定性较差。研究肉桂酸乙酯的合成一直是热点,制备原理:
+CH3CH2OH
+H2O
已知:Ⅰ.物理常数
有机物 | 相对分子质量 | 性状 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/(g/mL) | 溶解度 | ||
水 | 乙醇 | 乙醚 | ||||||
肉桂酸 | 148 | 白色晶体 | 135 | 300 | 1.25 | 微溶 | 溶 | 溶 |
肉桂酸乙酯 | 176 | 无色油状 | 12 | 271.5 | 1.05 | 不溶 | 溶 | 溶 |
Ⅱ.三元共沸物的组成和沸点
物质 | 水 | 乙醇 | 环己烷 | 共沸物 | |
沸点/℃(1at) | 100 | 78.3 | 80.8 | 62.6 | |
质量分数/% | 4.8 | 19.7 | 75.5 | ---------- | |
分水器内液体组成 | 上层 | 0.2 | 5.2 | 94.6 | --------------- |
下层 | 10.4 | 18.4 | 71.2 |
Ⅲ.实验步骤:
①向圆底烧瓶中加入44.4g肉桂酸、25mL无水乙醇和25mL环己烷,在不断振摇下将3mL浓硫酸分多次加入其中,加完后充分摇匀并加入几粒沸石;
②按照图示组装好仪器(安装分水器),加热圆底烧瓶,开始回流,分水器中出现上下两层,过程中不断将上层液体流回圆底烧瓶,将下层液体放出;
③停止加热后,将圆底烧瓶中的物质倒入盛有80mL水的烧杯中,分批加入碳酸钠粉末;
④用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚萃取,然后合并至有机层;
⑤干燥,过滤;
⑥首先低温蒸出乙醚,再改用减压蒸馏(水浴加热即可)得到产品肉桂酸乙酯的体积为35.2mL。回答下列问题:
(1)蒸馏装置中,选用的冷凝管为_______(填标号)。
A.空气冷凝管
B.球形冷凝管
C.直形冷凝管
D.蛇形冷凝管
(2)本实验中,分水器的作用是_______。
(3)步骤③加入碳酸钠粉末的作用是_______。
(4)步骤⑤合适的干燥剂为_______(填标号);
A.浓硫酸 B.无水氯化钙 C.氧化钙 D.氢氧化钠
采用减压蒸馏的原因是_______。
(5)已知无水乙醇的密度为0.79 g·mL−1,该实验中肉桂酸乙酯的产率为_______。
(6)产品纯度的分析,取amL所得样品,用乙醇作溶剂,准确配制成250.00mL溶液,量取25.00mL所配溶液转移至锥形瓶中,加入mg氢氧化钠(过量),充分反应后,用浓度为c mol·L−1的盐酸滴定,消耗盐酸的体积为V mL,该样品的纯度为_______(用代数式表示,无需化简)。
11、已知粗盐水中含,含
。向粗盐水中加入
除Mg2+:MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCl2。然后加入
除
。
(1)处理上述粗盐水,至少需要加
________
。(保留三位有效数字)
(2)如果用碳酸化尾气(含体积分数为0.100、
体积分数0.0400)代替碳酸钠,发生如下反Ca2++2NH3+CO2+H2O→CaCO3↓+2
。处理上述
粗盐水至少需要通入标准状况下________
碳酸化尾气。(需列式计算,保留三位有效数字)
12、固体电解质LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3,某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3,含少量Al2O3,SiO2)为原料合成LATP的工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)LATP中钛的化合价为___________价。
(2)“粉碎”的目的是___________,为了达到这一目的,还可以采用的措施有___________(答一条即可)。
(3)“碱浸”的目的是除去___________(填化学式)。
(4)“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液,“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸,且NaOH溶液和稀硫酸均不宜过量太多,其主要原因是___________。
(5)“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为___________。
(6)本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置,该装置为抽滤装置,其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低,达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是___________。
(7)常温下,Ti3(PO4)4的Ksp=a,当溶液中c(Ti4+)≤1.0×10-5mol·L-1时可认为Ti4+沉淀完全,则“沉钛”时,溶液中c()最低为___________mol·L-1。
13、钪是重要的战略物质,在自然界矿物中钪的含量极低.某炼钨后的矿石废渣中氧化钪()的质量分数为
,还含有
、MnO、
等物质。如图以该废渣为原料制取氧化钪。
回答以下问题:
(1)“酸浸”时为避免反应过于剧烈,加入废渣的适宜操作是___________,其中溶解的离子方程式为___________。
(2)萃取剂伯胺能萃取
,但基本上不萃取
。则合理的试剂X是________。
(3)“反萃取”时应调节pH不小于_______________(结果保留一位小数)。(已知:①;②
;③溶液中离子浓度小于
时视为沉淀完全。)
(4)反萃取后,沉淀物中Sc含量升高,但杂质仍是主要的,则“优溶”的目的是___________。
(5)在空气中“煅烧”,发生反应的化学方程式为___________。
(6)采用上述工艺可以从3t废渣中制得纯度为81%的氧化钪,则收率为____________。(收率=实际生产的产品产量÷理论计算的产品产量)
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