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、非金属元素在化学中具有重要地位,请回答下列问题:
(1)氧元素的第一电离能比同周期的相邻元素要小,理由________。
(2)元素X与硒(Se)同周期,且该周期中X元素原子核外未成对电子数最多,则X为_____(填元素符号),其基态原子的电子排布式为_______。
(3)臭齅排放的臭气主要成分为3-MBT-甲基2丁烯硫醇,结构简式为()1mol 3-MBT中含有
键数目为_______NA(NA为阿伏伽德罗常数的值)。该物质沸点低于(CH3)2C=CHCH2OH,主要原因是_______。
(4)PCl5是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子;熔体中P-Cl的键长只有198pm和206pm两种,试用电离方程式解释PCl5熔体能导电的原因_________,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为__________,该晶体的晶胞如图所示,立方体的晶胞边长为a pm,NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g/cm 3
3、某研究小组用黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备C1O2气体,再用水吸收该气体可得C1O2溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成C1O2气体的纯度,且会影响C1O2的吸收率,具体情况如图所示。
(1)据图可知,反应时需要控制的适宜温度是________℃,要达到此要求需要采取的措施是________。
(2)已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下可被ClO3-氧化成SO42-,请写出FeS2、氯酸钠和硫酸溶液混合反应生成二氧化氯(C1O2)的离子方程式:_____________________。
(3)该小组拟以“m (C1O2) /m (NaC1O3) ”作为衡量C1O2产率的指标。若取NaC1O3样品6.0g,通过反应和吸收获得400mL C1O2溶液,取此溶液20mL与37.00mL0.500 mol·L-1 (NH4)2Fe (SO4)2溶液充分反应后,过量的Fe2+再用0.0500 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液20.00mL。反应原理为:
4H++ C1O2+5Fe2+=Cl-+5Fe3++2H2O
14H++ Cr2O72-+6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O
试计算C1O2的“产率”_______________(写出计算过程)。
4、燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)如图所示,利用电化学原理将SO2 转化为重要化工原料C,若A为SO2,B为O2,则负极的电极反应式为:___________;
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-d kJ·mol-1。
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:____________________________;
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组om] | 温度℃ | 起始量/mol[ | 平衡量/mol | 达到平衡所需 时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验2条件下平衡常数K=________,该反应的ΔH________0 (填“>”或“<”)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则b/a 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol,则此时V逆 V正(填“<” ,“>” ,“=”)。
④判断该反应达到平衡的依据是________。
A.CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等 B.容器内气体压强保持不变
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
5、硫和碳及其化合物广泛存在于自然界中,并被人们广泛利用。回答下列问题:
(1)当基态原子的电子吸收能量后,电子会发生____,某处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道中,该激发态S原子的核外电子排布式为__________。硫所在周期中,第一电离能最大的元素是___________。(填元素符号)
(2)写出一个与CO2具有相同空间结构和键合形式的分子的电子式__________________。
(3)H2S中S原子的杂化类型是__________;H2S的VSEPR模型名称为_________;H2S的键角约为94°,H2O的键角为105°,其原因是___________________________。
(4)科学家通过X射线推测胆矾结构示意图1如下:
其中含有________个配位键,___________个氢键。
(5)已知Zn和Hg同属IIB族元素,火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物,冷却时,许多矿物相继析出,其中所含的ZnS矿物先于HgS矿物析出,原因是_________________________________。
(6)碳的另一种同素异形体—石墨,其晶体结构如上图2所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为____个,已知石墨的密度为pg·cm-1,C-C键长为rcm,阿伏伽德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为____cm。
6、工业由钛铁矿(主要成分FeTiO3,Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等杂质)制备TiCl4的工艺流程如下:
已知:
①酸浸 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
②水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
③煅烧 H2TiO3(s)TiO2(s)+H2O(s)
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 ,试剂A为 。
(2)碱浸过程发生反应的离子反应方程式为 。
(3)酸浸后需将溶液温度冷却至70℃左右,若温度过高会导致最终产品吸收率过低,原因是 。
(4)上述流程中氯化过程的化学反应方程式为 。
已知TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) △H=+151kJ·mol-1。该反应极难进行,当向反应体系中加入碳后,则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是 。
(5)TiCl4极易水解,利用此性质可制备纳米级TiO2·xH2O,该反应的化学反应方程式是 。
7、(1) N2H6Cl2属于离子化合物,且每个原子都满足稳定结构。N2H6Cl2的电子式为____。
(2)一定条件下,测定HF的相对分子质量时,实验数据明显大于理论值,原因是_____。
8、(1)甲烷和苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲苯却可以使其褪色,主要原因是_______。
(2)常温下硝酸为液体且易挥发,尿素为固体,两者沸点高低差异的可能原因是_______。
9、NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g) +5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H=―905.0 kJ·molˉ1
反应 II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g) +6H2O(g) △H
(1)
化 学 键 | H—O | O=O | N≡N | N—H |
键能kJ·molˉ1 | 463 | 496 | 942 | 391 |
△H=__________________ 。
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是_________。
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O) 时,说明反应已达平衡
C.当容器内=1时,说明反应已达平衡
D.当测得容器内的O2密度不再变化时,说明反应已达平衡
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如下图:
① 该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”)。
② 520℃时,4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常数K=__________ ( 不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
③有利于提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有______________
A.使用催化剂Cu/TiO2 B.将反应生成的H2O(g)及时移出
C.增大NH3和O2的初始投料比 D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.降低反应温度
(4)最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水,装置如图:
①为了不影响H2O2的产量,需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5,则所得废氨水溶液中c(NH4+)______c(NO3﹣)(填“>”、“<”或“=”).
②Ir﹣Ru惰性电极有吸附O2作用,该电极上的反应为______.
③理论上电路中每转移3mol电子,最多可以处理NH3•H2O的物质的量为______.
10、元素的检验是我们化学爱好者常遇到的一个问题,教材中离子常用的检验方法有:沉淀法、显色法、气体法等,请从上述方法中选择下列两种离子检验方法:___________
:___________;
某化学课外学习小组试图验证乙醇中是否含有氧原子设计了几种方案:
(1)利用乙醇的脱水生成烯或生成醚的性质,验证产物中是否有水生成,从而证明乙醇中含有氧原子。请你写出生成烯的化学反应方程式:___________;有的同学认为,实际实验过程中有一个因素对确认生成水产生干扰,请你分析原因___________。
(2)利用取代反应,验证产物中是否有水生成,从而证明乙醇中含有氧原子。该小组经过反复探究,确定使用如下一套装置进行实验。
装置中所装试剂:圆底烧瓶中装入无水乙醇,并加入无水硫酸铜;干燥管
中装入碱石灰;
和
中都装入浓硫酸;锥形瓶
中所装的试剂是浓盐酸。
实验操作是:用水浴加热,将
中的浓硫酸缓缓滴入
中,
中就会有较多气泡冒出,几分钟后该实验即完成。请回答下列问题:
①仪器的名称是___________;
②干燥管的作用是___________。
(3)将浓硫酸缓缓滴入中,
中就会有较多气泡冒出,能够产生该气体的理由是:___________
(4)该实验完成时的现象是___________。证明乙醇中含有氧原子的依据是___________。
11、称取软锰矿样品0.1000 g。对样品进行如下处理:
①用过氧化钠处理,得到MnO42-溶液。
②煮沸溶液,除去剩余的过氧化物。
③酸化溶液,MnO42-歧化为MnO4-和MnO2。
④滤去MnO2。
⑤用0.1000 mol·L-1 Fe2+标准溶液滴定滤液中MnO4-,共用去25.80 mL。
计算样品中MnO2的质量分数______(保留1位小数);写出简要的计算过程。
12、氧化钪(Se2O3)广泛应用于航天、激光和导弹等尖端科学领域。利用钛白酸性废水(含H+、Sc3+、Ti4+、Fe2+、SO)制备氧化钪的工艺具有较高的经济价值,其工艺流程如图所示:
已知:
i.Sc3+、Ti4+、Fe2+均能与P504(用HR表示)发生络合反应,且机理均为:Mn++nHRMRn+nH+;
ii.金属离子开始沉淀及完全沉淀的pH如表所示:
金属离子 | T14+ | Fe2+ | Sc3+ |
开始沉淀pH | 1.3 | 6.8 | 4.0 |
沉淀完全pH | 2.3 | 9.0 | 5.0 |
回答下列问题:
(1)萃取相比()指的是萃取时有机相与被萃取的酸性废水的体积比。“萃取”工序中,萃取相比(
)与Sc3+的萃取率关系如表所示:
萃取相比( | 1:10 | 1:15 | 1:20 | 1:25 | 1:30 | 1:35 | 1:40 |
Sc3+的萃取率/% | 90 | 90 | 90 | 85 | 80 | 70 | 60 |
该工序中最适宜的值为1:20,理由为____。
(2)Sc3+的络合机理为____(用离子方程式表示);“水相II”的主要成分除H2SO4外,还含有FeSO4和少量Ti(SO4)2,则Ti4+、Fe2+中与P504络合能力较强的是____。
(3)“反萃取”时,加入NaOH溶液的目的为____;“滤液I”的主要成分为____(填化学式)。
(4)“优溶”时,加入盐酸调节溶液的pH范围为____。
(5)“沉钪”时,能得到Sc2(C2O4)3·6H2O。其在“焙烧”分解时,热分解温度区间和分解得到的固体产物如表所示:
草酸钪晶体 | 热分解温度区间(K) | 固体失重百分率(%) | 生成的含钪化合物 |
Sc2(C2O4)3·6H2O(摩尔质量为462 g/mol) | 383~423 | 19.48 | A |
463~508 | 23.38 | B | |
583~873 | 70.13 | Sc2O3 |
化合物A的化学式为____;由含钪化合物B转化为Sc2O3时,发生反应的化学方程式为____。
13、钛白(TiO2)是一种重要的白色颜料和瓷器釉料。以攀枝花钛铁矿(主要含TiO2和FeO,另有少量Fe2O3、MgO、SiO2、Al2O3、CaO、MnO2)为原料制取钛白的工艺流程如下:
已知:①TiO2不溶于水或稀酸,但可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。
②“水解”过程所得偏钛酸H2TiO3(白色)呈两性,也可写作TiO(OH)2。
回答下列问题:
(1)“酸浸”前通常将钛铁矿处理为粒度为150微米左右的矿粉,其目的是___________。酸浸时MnO2被还原成Mn2+,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(2)“固相酸解”过程中硫酸浓度和浸出温度对钛、铁浸出率的影响分别如图1、图2所示。根据图示,选用质量分数为___________的浓硫酸为宜,温度高于80℃时钛的浸出率显著下降,其原因是___________。
(3)“水浸”是将酸解后所得的固相多孔物冷却至室温,加入一定量水,放入恒温水浴槽中浸出,过滤得到___________的溶液和浸出渣。
(4)“水解”过程若不加入EDTA,得到的偏钛酸呈黄色且形貌不规则,加入EDTA后黄色会消除,则加入EDTA的作用是___________。已知Ksp(H2TiO3)=1×10-29,若要让TiO2+水解完全(离子浓度小于1×10-5mol·L-1),应控制pH不低于___________。
(5)阳极氧化法制备TiO2纳米管是以钛箔作阳极,氢氟酸作电解质溶液,制备包括两个过程:
①电解使阳极形成TiO2薄膜阻挡层,其电极反应式为___________;
②TiO2被HF局部刻蚀生成[TiF6]2-形成大量孔痕,其离子方程式为___________。
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