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、三草酸合铁酸钾是制备铁触媒上的主要原料。在光照下分解:
。回答下列问题:
(1)基态原子的电子排布式为___________,基态
与
中未成对电子的数目之比为___________。
(2)三草酸合铁酸钾所含元素中,第一电离能最大的是___________(填元素符号,下同),电负性最大的是___________。
(3)1个与1个
分子中
键数目之比为___________,
分子的立体构型为___________。
(4)金刚石的晶胞结构如图所示,碳原子分别位于顶点、面心和体内。
若图中原子1的坐标为,则原子2的坐标为___________。
3、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:
。________
4、一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。
5、硅是重要的半导体材料,构成现代电子工业的基础。硅及其化合物在工业中应用广泛,在国防和航天工业中亦有许多用途。
(1)硅原子中最外层电子排布式为___,该层电子的电子云有___种不同的伸展方向。
(2)温石棉矿是一种硅酸盐类矿物,化学式写作氧化物形式为6MgO•4SiO2•4H2O,其中原子半径最大的元素在周期表中的位置是___。SiO2存在与金刚石结构类似的晶体,其中硅氧原子之间以___相结合。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力
(3)甲硅烷(SiH4)是一种无色的液体,遇到空气能爆炸性自燃,生成二氧化硅固体和水。在室温下,10gSiH4自燃放出热量446kJ,请写出其燃烧的热化学方程式:___;
(4)SiH4的热稳定性不如CH4,其原因是___。
工业上硅铁可以用于冶镁。以煅白(CaO•MgO)为原料与硅铁(含硅75%的硅铁合金)混合,置于密闭设备中于1200℃发生反应:2(CaO•MgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)
(5)常温下镁的还原性强于硅。上述方法能够获得镁的原因是:___。
(6)若上述反应在容积为aL的密闭容器中发生,一定能说明反应已达平衡的是___(选填编号)。
a.反应物不再转化为生成物
b.炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变
c.反应放出的总热量不再改变
d.单位时间内,n(CaO•MgO)消耗:n(Ca2SiO4)生成=2:1
若bg煅白经tmin反应后转化率达70%,该时段内Mg的生成速率是___。
6、(1)按系统命名法, 的名称是:______。
(2)石灰氮Ca(CN)2是离子化合物,其中CN-离子内部均满足各原子8电子稳定结构,写出Ca(CN) 2的电子式:______。
(3)氮的氢化物之一肼(N2H4)是一种油状液体,常做火箭燃料,与水任意比互溶,并且沸点高达113 ℃。肼的沸点高达113 ℃的原因是______。
7、亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯品为棱形结晶,溶于硫酸,遇水易分解,常用于制染料。SO2和浓硝酸在浓硫酸存在时可制备NOSO4H,反应原理为:SO2+HNO3=SO3+HNO2、SO3+HNO2=NOSO4H。
(1)亚硝酰硫酸(NOSO4H)的制备。
①打开分液漏斗I中的旋塞后发现液体不下滴,可能的原因是_______。
②按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为_______ (填仪器接口字母,部分仪器可重复使用)。
③A中反应的方程式为_______。
④B中“冷水”的温度一般控制在20°C,温度不易过高或过低的原因为_______。
(2)亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯度的测定。称取1.500g产品放入250 mL的碘量瓶中,并加入100.00 mL浓度为0.1000 mol·L-1的KMnO4标准溶液和10 mL25%的H2SO4,摇匀;用0.5000 mol·L-1 Na2C2O4标准溶液滴定,滴定前读数1.02 mL,到达滴定终点时读数为31.02 mL。
已知:
i.__KMnO4+__NOSO4H+__=__K2SO4+__MnSO4+__HNO3+__H2SO4
ii.2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+8H2O
①完成反应i的化学方程式:_______KMnO4+_______NOSO4H+_______=_______K2SO4+_______MnSO4+_______HNO3+_______H2SO4
②滴定终点的现象为_______。
③产品的纯度为_______。(保留3位有效数字)
8、硫、锌及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态锌原子的价电子排布式为____________________;锌的第二电离能I2(Zn)小于铜的第二电离能I2(Cu),其原因是____________________________________。
(2)O和S处于同一主族。H2O及H2S中,中心原子的杂化方式相同,键长及键角如图所示。
①H2O分子中的键长比H2S中的键长短,其原因是___________________________。
②H2O分子中的键角∠HOH 比H2S分子中的键角∠HSH 大,其原因是_________________。
(3)单质硫与热的NaOH 浓溶液反应的产物之一为Na2S3。S32-的空间构型为_________,中心原子的杂化方式为_________________。
(4)噻吩( )广泛应用于合成医药、农药、染料工业。
①噻吩分子中含有_______个σ键,分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为
),则噻吩分子中的大π键应表示为______________。
②噻吩的沸点为84 ℃,吡咯( )的沸点在129~131℃之间,后者沸点较高,其原因是__________________________________。
(5)硫化锌是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。
①已知A点的原子坐标参数为(0,0,0);B点的原子坐标参数为(,0,
),则C点的原子坐标参数为__________。
②硫化锌晶体的密度为4.05 g·cm-3,晶胞边长为a nm,设NA 为阿伏加德罗常数的数值,则a=_________(列出计算表达式即可)。
9、硫酸铜是一种重要盐。
完成下列填空:
(1)无水硫酸铜为___________色粉末,CuSO4·5H2O属于___________晶体,由饱和CuSO4溶液获取CuSO4·5H2O晶体的方法___________。
(2)向硫酸铜溶液中逐滴滴加NaHCO3溶液,产生含有Cu(OH)2的沉淀和无色气体,请用平衡知识解释原因___________。
(3)写出使用硫酸铜溶液制备新制氢氧化铜悬浊液的方法___________。
(4)实验室制备乙炔时,常用硫酸铜溶液除去杂质气体H2S,写出除杂时发生的离子方程式____。0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程中热重曲线如图所示。
(5)计算确定200℃时固体物质的化学式___________。
(6)用___________法分离混合液中的铜离子和铁离子。
10、化学变化是有条件的。某小组同学探究与金属阳离子的氧化还原反应,实验过程如下。
已知:同浓度的稀溶液中氧化性:。
实验 | 现象 |
| ||
编号 | 溶液X |
| ||
Ⅰ |
| 1小时内溶液颜色始终保持无色 |
| |
Ⅱ |
| 溶液黄色立即加深,30s后溶液变为褐色,无浑浊 |
| |
Ⅲ |
| 5秒后溶液由浅蓝色变为黄色并产生浑浊,离心分离后上层溶液为黄色(经检测有 |
| |
Ⅳ | 迅速变浑浊,离心分离后上层溶液为无色(经检测无 |
|
(1)实验Ⅰ的目的是___________。
(2)实验Ⅱ中“黄色立即加深”初步判断有生成,选择___________(填试剂)进一步证实生成了
。该条件下氧化性:
___________
(填“>”、“<”)。
(3)实验Ⅲ中与
反应的离子方程式是___________,甲同学得出氧化性:
。
(4)乙同学认为甲同学的结论不合理,推测实验Ⅲ中的生成,与CuI沉淀有关,不能确定氧化性:
,并用如图装置进行验证。K闭合后,较长时间发现两侧溶液均无明显变化。为了进一步判断
和
的氧化性强弱,将左侧电极改为Cu电极,并向右侧溶液中加入
,发现指针偏转,且左侧溶液颜色加深,证明该条件下氧化性:
___________
(填“>”、“<”)。
(5)该小组同学进一步分析认为,实验Ⅳ没有发生的原因是:
和
生成AgI沉淀,反应物浓度迅速降低,不利于该反应进行;请分析实验Ⅲ发生氧化还原反应的原因是___________。
实验结论:在反应体系中,各物质的浓度对氧化还原反应的发生有一定的影响。
11、化学需氧量(COD)是衡量水质的重要指标之一、COD是指在特定条件下用一种强氧化剂(如)定量地氧化水体中的还原性物质所消耗的氧化剂的量(折算为氧化能力相当的
质量,单位:mg/L)。某水样的COD测定过程如下:取400.0mL水样,用硫酸酸化,加入40.00mL0.002000mol/L
溶液,充分作用后,再加入40.00mL0.005000mol/L
溶液。用0.002000mol/L
。溶液滴定,滴定终点时消耗26.00mL。
已知:
(1)1mol的氧化能力与___________g
的氧化能力相当(作氧化剂时转移的电子数相同)。
(2)该水样的COD值是___________mg/L。(写出计算过程,结果保留小数点后一位)
12、世界上铬单质及其化合物的生产呈现高速增长,故铬贫矿的利用至关重要。某铬贫矿的主要成分为Fe(CrO2)2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3,采用次氯酸钠法处理矿石并制备CrO3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)已知经“氧化浸出”后,铁元素以Fe2O3形式存在,该过程中Fe(CrO2)2参与反应的化学方程式为 _______。
(2)“滤渣”可能含有的物质有 _______(填化学式)。
(3)已知常温下Al(OH)3(s)+H₂O( l) [Al(OH)4]-(aq)+H+(aq) K=1×10-13.37;Al(OH)3( s)
Al3+(aq)+3OH-( aq) Ksp[Al(OH)3]=1×10-33。
经“沉铝”后所得溶液中[Al(OH)4]-的浓度为1×10-5.5mol·L-1此时溶液中的c(H+)=_______mol·L-1, c(Al3+) =_______mol·L-1。
(4)实验室将浓硫酸和Na2CrO7溶液“混合”时的具体实验操作为 _______ 。
(5)以1.4kg铬贫矿为原料,按照此流程最终得到0.2kgCrO3,原料的利用率为80%,则该铬贫矿中Fe(CrO2)2的百分含量为 _______。
(6)以节能环保为原则,以化合物M为原料,设计在此工艺流程中的循环利用方案:_______ (结合化学方程式用文字说明)。
13、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅶ族的元素,其化合物在生产生活中应用广泛。
(1)基态Fe的价层电子排布式为_____。
(2)以甲醇为溶剂,Co2+可与色胺酮分子配位结合,形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)。
①色胺酮分子中所含元素(H、C、N、O)电负性由大到小的顺序为_____。
②色胺酮分子中N原子的杂化类型为_____。
③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子,CH3OH是通过_____作用与色胺酮钴配合物相结合。
(3)超导材料在电力、交通、医学等方面有着广泛的应用,某含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性,该晶体的晶胞结构如图所示:
①距离Mg原子最近的Ni原子有_____个。
②已知该晶胞的边长为anm,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为_____g•cm-3。(1nm=10-9m)
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