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、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_____________________。
3、铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是 。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为 ,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se Si(填“>”、“<”)。
(3)SeO2常温下白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为 ;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为 。
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ,B与N之间形成 键。
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为 ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为 g/cm3。
4、研究表明,在CuZnO2催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 平衡常数K1 反应Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 =+41.2kJ•mol-1 平衡常数K2 反应Ⅱ
(1)一定条件下,将n(CO2): n(H2)=1:1的混合气体充入绝热恒容密闭容器中发生反应。下列事实可以说明反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是_______
A 容器内气体密度保持不变 B CO2体积分数保持不变
C 该反应的平衡常数保持不变 D 混合气体的平均相对分子质量不变
(2)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应的电极反应式是___________________。
(3)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K3=____________(用K1和K2表示)。
(4)在恒压密闭容器中,由CO2和H2进行反应I合成甲醇,在其它条件不变的情况下,探究温度对化学平衡的影响,实验结果如图。
①△H1_________0(填“>”、“<”或“=”)
②有利于提高CO2平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.降低反应温度
B.投料比不变,增加反应物的物质的量
C.增大CO2和H2的初始投料比
D.混合气体中掺入一定量惰性气体(不参与反应)
(5)在T1温度时,将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中,容器起始压强为P0,仅进行反应I。
①充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为________(用a表示)。
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则该过程中H2的平均反应速率为____________(保留三位有效数字);平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。写出上述反应压力平衡常数KP为____________(用P0表示,并化简)。
5、二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为___________________________;向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为___________________极(填A或B)
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。
6、(1)气态氢化物热稳定性大于
的主要原因是__________。
(2)是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,
的电子式是_______。
(3)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是__________。
7、ClO2常温下为气体,具有强氧化性,易溶于水且不与水反应,可作为自来水的消毒剂与食品的漂白剂。ClO2可通过如下反应制备:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,将生成的混合气体通过装有亚氯酸钠(NaClO2)的干燥管,可将其中的Cl2转化为ClO2。
请回答:
(1)亚氯酸钠与氯气反应的化学方程式为__________________。
(2)请设计实验证明氯气已被亚氯酸钠完全吸收__________________。
8、煤作为燃料,可以有下列两种途径(把煤看成由碳组成):
途径Ⅰ:C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
途径Ⅱ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-d kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)燃烧等质量的煤,途径Ⅰ放出的热量____途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)b的数学关系式是______________(用a、c、d表示)。
(3)由于制取水煤气反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物所具有的总能量,在反应时,反应物需要______(填“吸收”或“放出”)能量才能转化为生成物。
(4)简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义___________________________________。
9、有人尝试用工业制纯碱原理来制备。他向饱和
溶液中依次通入足量的______和______两种气体,充分反应后有白色晶体析出。将得到的白色晶体洗涤后灼烧,结果无任何固体残留,且产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。写出生成白色晶体的化学方程式:________。分析该方法得不到
的原因可能是_______________。
10、氯化亚铜(CuCl)晶体呈白色,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化。某研究小组设计如下两种方案在实验室制备氯化亚铜。
方案一:铜粉还原CuSO4溶液
已知:CuCl难溶于水和乙醇,在水溶液中存在平衡:CuCl(白色)+2Cl-[CuCl3] 2-(无色溶液)。
(1)步骤①中发生反应的离子方程式为________________。
(2)步骤②中,加入大量水的作用是_____________ 。
(3)如图流程中用95%乙醇洗涤和真空干燥是为了防止________________ 。
方案二:在氯化氢气流中加热CuCl2•2H2O晶体制备,其流程和实验装置(夹持仪器略)如下:
请回答下列问题:
(4)实验操作的先后顺序是 a→_____→______→_______→e (填操作的编号)
a.检査装置的气密性后加入药品 b.点燃酒精灯,加热
c.在“气体入口”处通入干燥HCl d.熄灭酒精灯,冷却
e.停止通入HCl,然后通入N2
(5)在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是______。
(6)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2杂质,请分析产生CuCl2杂质的原因 ________________________。
(7)准确称取0. 2500 g氯化亚铜样品置于一定量的0.5 mol/L FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20 mL,用0. 1000 mol/L的Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24. 60 mLCe(SO4)2溶液。有关化学反应为Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-、Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+,计算上述样品中CuCl的质量分数是_____________ %(答案保留4位有效数字)。
11、KClO3、KMnO4、MnO2常用于实验制备氯气、氧气。某同学取了24.5gKClO3和少量的KMnO4混合均匀后,充分加热后收集到气体A0.32mol,然后再加入足量的浓盐酸,加热充分反应后收集到氯气amol(不考虑氯气的溶解),Mn元素全部转变成Mn2+。求:
(1)加入KMnO4的物质的量____。
(2)a的值(写出推理过程)____。
12、砷的化合物可用于半导体领域,如我国“天宫”空间站的核心舱“天和号”就是采用砷化镓薄膜电池来供电。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在]中回收砷的工艺流程如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.砷酸()在酸性条件下有强氧化性,能被
、氢碘酸等还原
(1)中砷元素的化合价为___________价。
(2)“沉砷”过程中FeS是否可以用过量的替换___________(填“是”或“否”);请从平衡移动的角度解释原因:___________。
(3)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”,请写出脱硫的离子反应方程式___________。
(4)用“还原”过程中,若需检验还原后溶液中是否仍存在砷酸。则还需要的实验试剂有___________。
(5)已知:常温下,pH>7.1时,吸附剂表面带负电,pH越大,吸附剂表面带的负电荷越多;pH<7.1时,吸附剂表面带正电,pH越小,吸附剂表面带的正电荷越多。
当溶液pH介于7~9,吸附剂对五价砷的平衡吸附量随pH的升高而下降,试分析其原因_____。
(6)含砷废水也可采用另一种化学沉降法处理:向废水中先加入适量氧化剂,再加入生石灰调节pH,将砷元素转化为沉淀。若沉降后上层清液中
为
mol/L,则溶液中
的浓度为_____mol/L。该处理后的溶液是否符合国家排放标准___________(填“是”或“否”)。(已知:
,国家规定工业废水排放中砷元素含量<0.5mg/L)
13、钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物,其主要成分为VO2 ·xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2, 一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得Na2Cr2O7的工艺流程如图所示:
已知:①“酸浸”后VO2 ·xH2O转化为VO2+;
②当pH>4. 1时,Cr3+开始沉淀:
③Na2Cr2O7和Na2SO4的溶解度随温度变化的曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)Na2S2O8名称为过二硫酸钠、该物质中存在−O−O−, 则该化合物中硫元素的化合价是_______价;写出滤渣的一种用途: ___________。
(2)已知“氧化”生成,“水解沉钒”过程中,生成V2O5·xH2O的离子方程式为___________;若“水解沉钒”后溶液(常温)中(Cr3+)=0. 1mol·L-1,则此温度下Ksp[Cr(OH)3]=___________。
(3)“溶液1”过程中,铬元素由Cr3+转化为, 当有3mol
生成时,理论上消耗___________mol H2O2。
(4)“多步操作”包括蒸发浓缩、___________、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。
(5)研究温度对Na2S2O8 与 H2O2的氧化一水解沉钒率的影响,得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在90°C左右,降低温度能耗增加。由图可知,分别采用 H2O2、Na2S2O8进行“氧化”时,应选择的适宜温度分别是___________、___________。
(6)获得Na2Cr2O7后,残留的含铬废水不能直接排放,处理时需要经过“酸化→还原→沉降”三个步骤,用Na2S2O3溶液还原时,还原产物为Cr3+, 则反应的离子方程式为___________。