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、铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。
(1)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序 。
(2)FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比,大大降低了污水处理后水的浑浊度,显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度,反而使二者的浓度降低,原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物,进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知:Ksp(Fe(OH)3=4.0×10-38,则沉淀过滤后溶液中c(Fe3+)约为 mol·L-1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式 。
(3)新型纳米材料ZnFe2Ox,可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图:
用ZnFe2Ox除去SO2的过程中,氧化剂是 。(填化学式)
(4)工业上常采用如图所示电解装置,利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。先通电电解,然后通入H2S时发生反应的离子方程式为:2[Fe(CN)6]3-+2CO+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO+S↓。电解时,阳极的电极反应式为 ;电解过程中阴极区溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
3、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:______________________。
4、化学学习活动小组学习了铁铜化合物知识后,查阅资料,积极思考,提出了一系列问题,请予以解答:
(1)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料,工业上常通过下列反应制备CuCl:
2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3=2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑
查阅资料可得,CuCl可以溶解在FeCl3溶液中,请写出该反应的离子方程式是___________;
(2) 已知:Cu2O在酸溶液中发生歧化反应:Cu2O+2H+=Cu2++Cu +H2O
现将一定量混合物(Fe2O3、Cu2O、CuCl、Fe)溶解于过量稀盐酸中,反应完全后,得到W(包括溶液和少量剩余固体),此时溶液中一定含有的阳离子_________________(用离子符号表示);继续往W中通入足量的氯气,不断搅拌,充分反应,溶液中哪些离子的物质的量一定有明显变化________________(用离子符号表示);不通入气体,改往W中加入过量铁粉,过滤,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2mol I-时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是_____________________。
5、废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金,含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O)及副产物ZnO。制备流程图如下:
已知:Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
| Fe3+ | Fe2+ | Zn2+ |
开始沉淀的pH | 1.1 | 5.8 | 5.9 |
沉淀完全的pH | 3.0 | 8.8 | 8.9 |
请回答下列问题:
(1)实验中的过滤操作所用到的玻璃仪器为____________________。
(2)加入ZnO调节pH=a的目的是____________________,a的范围是___________。
(3)由不溶物E生成溶液D的化学方程式为______________________________。
(4)由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是___________,__________,过滤。
(5)若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量,则产生的现象是______________________________。
(6)若废旧黄铜的质量为a g,最终得到的胆矾晶体为b g,则该黄铜中铜元素的质量分数为_____________。
6、合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法①:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)
方法②:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)已知①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ•mol-1
②2C(石墨)+O2(g)═2CO2(g)△H=-222kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1
试计算25℃时由方法②制备1000gH2所放出的能量为______kJ。
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)其相关数据如下表所示:
①T1______T2(填“>”、“=”或“<”);T1℃时,该反应的平衡常数K=______。
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是______。
③在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是______。
A.V逆CO2)=2V正H2)
B.混合气体的密度保持不变
C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响,测得逆反应速率与时间的关系如图所示:
在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则t6时刻改变的条件是________________________,从t1到t8哪个时间段H2O(g)的平衡转化率最低______。
7、(1)比较非金属性强弱:C______Cl(填“>”、“<”或“=”),用一个化学方程式说明:______。
(2)Mg2C3可以和水作用生成丙炔,试写出Mg2C3的电子式______。
(3)写出乙醇钠溶液中加入盐酸的化学方程式______。
8、测定0.1mol•L﹣1Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下。
时刻 | ① | ② | ③ | ④ |
温度/℃ | 25 | 30 | 40 | 25 |
pH | 9.66 | 9.52 | 9.37 | 9.25 |
(1)Na2SO3水解的离子方程式为_____。
(2)请根据题给信息判断Kw的关系①_____④(填“>”、“<”或“=”,下同),Kh的关系①_____②。
(3)实验过程中,取①、④时刻相同体积的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,产生白色沉淀④比①多。该白色沉淀的成分是_____,沉淀④比①多的原因是_____。
(4)数据显示,①→③的过程中,_____对水解平衡移动方向的影响程度更大(填“温度”或“浓度”)。
9、由煤制合成气(组成为H2、CO和CO2)制备甲醇或二甲醚是我国保障能源安全战略的重要措施。
(1)以澄清石灰水、无水硫酸铜、浓硫酸、灼热氧化铜为试剂检验合成气中含有H2、CO和CO2三种气体,所选用试剂及使用顺序为_______________________。
(2)制备甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)主要过程包括以下四个反应:
①由H2 和CO可直接制备二甲醚:2CO(g)+ 4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=_____________。
分析上述反应(均可逆),二甲醚合成反应对于CO转化率的影响是_____________(填“增大”“ 减小”或“无影响”),其理由是______________________。
②有研究者用Cu -Zn –Al和Al2O3作催化剂。在压强为5.0Mpa的条件下,由合成气[=2]直接副备二甲醚,结果如图所示。
290℃时二甲醚的选择性(选择性=×100% 10)为97.8%,则290 ℃时二甲醚的产率为_______________________。
(3)在一个固定容积的密闭容器中,发生水煤气变换反应。
①下列各项能判断该反应已达到化学平衡状态的是________________(填字母)。
a.容器中压强不变 b. ΔH不变 c.V正(H2 )=v逆(CO) d.CO的质量分数不变
②温度为850℃时,该反应的平衡常数K=1,反应过程中各物质的浓度变化如下表:
时间/min | CO | H2O | CO2 | H2 |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | c1 | c2 | c3 | c4 |
4 | c1 | c2 | c3 | c4 |
5 | 0.065 | 0.21 | 0.125 |
|
0~4 min时,H2O(g)的转化率=______。表中4~5 min之间数值发生变化,可能的原因是___________
(填字母)。
a增加水蒸气 b.降低温度 c.使用催化剂 d.增加氢气浓度
10、某小组从反应速率和产物角度探究Mg与NaHCO3溶液反应。
实验I、25°C, 相同镁条分别与下列试剂反应
序号 | 试剂 | 浓度(mol·L-1) | 体积(mL) | pH | 现象 |
i | H2O | —— | 7.5 | 7 | 镁条表面有微量气泡附着 |
ii | NaHCO3溶液 | 1.0 | 7.5 | 8.4 | 镁条表面持续产生大量气泡,溶液略显浑浊,点燃气泡有爆鸣声 |
(1)已知: Mg(OH)2固体致密,易包裹在金属表面成膜。根据上述现象,推测在实验ii中。
①Mg可以提高的电离程度,原因是___________;
②浑浊的主要原因是产生了___________(填化学式) ;
③实验ii中产生气泡的速率快于实验i的原因可能是___________。
(2)补充实验II,证实(1)的推测:
序号 | 试剂 | 浓度(mol·L-1) | 体积(mL) | pH | 现象 |
iii | NaNO3溶液 | 1.0 | 7.5 | 7 | 镁条表面有微量气泡附着 |
iv | Na2CO3溶液 | 0.5 | 7.5 | 11.8 | 持续产生少量气泡,溶液显浑浊 |
①小组设计实验iii 的目的是___________ ; 甲同学结合实验iv的现象认为可以不必进行实验iii,他的理由是___________;
②实验ii生成气体的速率快于实验iv,原因可能是___________ ;
③查资料知+Mg2+
[Mg(HCO3)]+,请从平衡移动的角度解释实验ii产生气体速率更快的原因___________。
11、联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应:,石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧生成
,其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含
的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中,40%的
最终转化为纯碱。已知:焦炭的热值为
(假设焦炭不含杂质)。请回答:
(1)每完全分解石灰石(含
,杂质不参与反应),需要投料_______kg焦炭。
(2)每生产106kg纯碱,同时可获得_______(列式计算)。
12、粉煤灰是燃煤产生的重要污染物,主要成分有Al2O3、Fe2O3、Fe3O4和SiO2等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染,还能获得纳米Fe2O3等重要物质。
已知:
i)伯胺R-NH2能与Fe3+反应;3R-NH2+Fe3++SO42-+H2OFe(NH2-R)3(OH)SO4+H+生成易溶于煤油的产物。
ii)Fe3+在水溶液中能与Cl-反应:Fe3++6Cl-[FeCl6]3-,回答下列问题:
(1)过程I对煤粉灰进行酸浸过滤后,滤渣的主要成分是_________。
(2)写出过程II加入过量H2O2发生的离子方程式_________。加入伯胺-煤油对浸取液进行分离,该操作的名称是_________。
(3)从化学平衡角度解释过程III利用NaCl溶液进行反萃取的原理________。
(4)过程IV中过量的N2H4将水层2中[FeCl6]3-转化为Fe2+,得到的Fe2+再被O2氧化为FeOOH,其中第一步的离子方程式为4[FeCl6]3-+5N2H4=4Fe2++N2+.4N2H5++24Cl-,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。
(5)在常压用纳米Fe2O3电化学法合成氨的装置如图所示。
已知电解液为熔融NaOH-KOH,纳米Fe2O3在阴极发生电极反应分两步进行:该电解池第二步:2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3。则该电解池第一步发生反应的方程式为_________。纳米Fe2O3在电解过程中所起的作用是_______。
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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