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、氢化铝锂(LiAlH4)是化工生产中广泛应用于药物合成的常用试剂。
(1)LiAlH4可将乙醛转化为乙醇,LiAlH4作该反应的______剂(选填“氧化”“还原”“催化”),用____(填试剂名称)可检验乙醛已完全转化。
(2)配平化学反应方程式。
______LiAlH4+______H2SO4→______Li2SO4+_______Al2(SO4)3+_______H2↑
该反应中H2SO4体现________性。若上述反应中电子转移数目为0.2NA个,则生成标准状况下氢气体积为_____________。
(3)现有两种浓度的LiOH溶液,已知a溶液的pH大于b溶液,则两种溶液中由水电离的c(H+)大小关系是:a_____b(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)铝和氧化铁高温下反应得到的熔融物通常为铁铝合金,设计实验证明其含金属铝。
_____________________________
3、NO、NO2 和CO均为大气污染物,对其治理备受关注。请回答下列问题:
I.碱液吸收法
(1)NaOH溶液可将NO和NO2的混合气体转化为NaNO2,该反应的离子方程式为_________________________________________。
(2)25℃时,HNO2的电离常数Ka=4.6×10-4。常温下,向NaNO2溶液中滴加盐酸至溶液的pH=3时,溶液中=_________(保留两位有效数字)
Ⅱ.已知综合治理NO和CO的原理为
i. 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2 (g) △H=-746.5kJ•mol-1
ii. C(s)+ 2NO(g)N2(g)+ CO2 (g) △H= +172.5 kJ•mol-1
(3)高温下,1mol C(s)与CO2 完全反应生成CO的热化学方程式为________________________。
(4)一定条件下,某密闭容器中发生反应i和反应ii。达到平衡后,其他条件不变,升高温度,CO的体积分数_______(填“增大”“ 减小”或“无影响”)。
(5)一定条件下,恒容密闭容器中发生反应i。若起始充入的=y,NO的平衡转化率(a)与y和温度(T)的关系如图所示。
①y1_____y2(填“>”“<”或“=”)
②M点和N点对应的该反应速率:M_________N(填“>”“<”或“=”)
(6)t℃时,向容积为10L的恒压密闭容器中加入1mol C(s)和2molNO(g),发生反应ii。5min达到平衡时,测得0~5min内,用CO2表示的该反应速率v(CO2)=0.016 mol•L-1·min-1;N2的体积分数为a。则:
①t℃时,该反应的平衡常数K=_____________。
②若保持条件不变,起始向该容器中按下列配比加入物质,达到平衡时,N2的体积分数仍为a的是____________________(填选项字母)
A.0.5molC和2mol NO B.2mol N2和2mol CO2
C.1 mol C、1 mol N2和1mol CO2 D.1 mol C、1 mol NO和1mol N2
4、通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-1
II.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2
III.CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) △H3=+247kJ·mol-1
(1)据此计算△H2=____;反应III能自发进行的原因为____。
(2)在压强为p0的恒压密闭容器中,按一定物质的量之比充入H2(g)和CO2(g)发生反应,平衡体系中气体的物质的量分数随温度变化如图1所示:
①CH4(g)的物质的量分数随着温度升高而降低的原因为____。
②T1℃时,反应II的压强平衡常数Kp=____(用含p0的代数式表示)。
(3)结合具体催化剂,探讨反应路径的研究表明:将钙循环(CaO和CaCO3相互转换)引入上述反应体系具有诸多优势。
①钙循环使反应I分为以下两个步骤进行,请写出步骤2的化学方程式。
步骤1.CO2(g)的捕获:CO2+CaO=CaCO3;
步骤2.CaO的再生:____。
②将钙循环引入该反应体系时,对反应I的影响可能为____(填选项字母)。
A.提高反应速率 B.增大平衡常数 C.提高选择性 D.增大反应活化能
(4)电催化还原CO2的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点,CO2在Au纳米颗粒表面电还原的进程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为____(填“a”、“b”或“c”),电催化还原CO2的电极反应式为____。
5、(1)回答下列问题:
①处于基态的Ca和Fe原子,下列参数前者小于后者的是_________;
a. 最外层电子数 b. 未成对电子数 c. 第一电离能 d. 原子半径
②有文献表明,迄今为止(至2016年)除氦外,所有其他稀有气体元素都能形成化合物。试简要说明未能制得氦的化合物的理由 _______________________。
(2)H和N可以形成多种化合物。
①已知联氨(N2H4)的物理性质与水接近,其原因是_____________________;
②计算表明: N4H62+ 的一种结构如图所示,氢原子只有一种化学环境,氮原子有两种环境,其中的大 π键可表示为_________________。
(3)晶体X只含钠、镁、铅三种元素。在不同的温度和压力下,晶体X呈现不同的晶相。
①γ-X 是立方晶系的晶体。铅为立方最密堆积,其余两种原子有选择的填充铅原子构成的四面体空隙和八面体空隙。在不同的条件下,γ-X 也呈现不同的结构,其晶胞如图所示。X的化学式为_____________;在(b)型晶胞中,边长为a pm,距离Pb最短的Na有_______个,长度为_______pm(用a表示);Na填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百分比为________和八面体空隙的百分比为________。已知(a)型晶胞的边长为770 pm,则该型晶体的密度为_________g·cm-3。(只列出计算式)
②α-X是一种六方晶系的晶体,而在α-X中,镁和铅按 1:1 的比例形成类似于石墨的层状结构,钠填在层间。试画出一层α-X 的结构__________。
6、化工生产中可用CO2和H2在一定条件下制得烯烃。下图是由煤焦油、CO2和H2合成橡胶和TNT的路线:
请回答下列问题:
(1)工业上煤通过________制取煤焦油。
(2)反应①的反应类型为____________;反应③的反应条件为____________。
(3)烯烃B的名称为________________;E的结构简式为_______________。
(4)D与足量H2在一定条件下反应生成F,F的一氯代物共有_____种。
(5)请写出以CH3COOH、为原料合成化工产品
的路线流程图(无机试剂任选)(提示:卤代苯中苯环上的卤原子很难被取代)。
__________合成路线流程图示例如下:
7、以黄铜矿(主要成分为铁、铜、硫三种元素组成的化合物)为基本原料,通过一系列的冶炼可得到铜、铁、SO2、SO3、H2SO4等物质,回答下列问题:
(1)基态铁原子价层电子排布式为____________,基态硫原子的核外电子共有_______种不同的能量。硫元素所在周期的非金属元素第一电离能由大到小的顺序为__________。
(2)SO2、SO3、H2SO4中,硫原子的杂化轨道类型为sp3的物质是________,SO2的分子构型是____________,属于非极性分子的氧化物是___________。
(3)在溶液中Cu2+易与水形成[Cu(H2O)6]2+而显蓝色,向相应的溶液中加入足量的氨水可得到[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,则[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中Cu2+的配位数是________________,氧铜配位键与氮铜配位键相比,较稳定的是___________________。
(4)氧化铜的熔点为1326℃、沸点为1800℃;氧化亚铜的熔点为1235℃、沸点为1100℃,试解释导致这种差异最可能的原因是___________。
(5)由铁、铜、硫形成的某种化合物的晶胞是一个长方体,结构如图所示,则该化合物的化学式为____________。若晶体密度为dg·cm﹣3,则晶胞的高h=_______pm(写出简化后的计算式即可)。
8、一种利用电解锰阳极泥(主要成分MnO2、MnO)制备MnO2的工艺流程如下:
(1)“煅烧氧化”时,1mol MnO煅烧完全转化为Na2MnO4失去电子的物质的量为___________;MnO2煅烧反应的化学方程式为__________________。
(2)“浸取”时,为提高Na2MnO4的浸取率,可采取的措施有____________、____________(列举2点)
(3)“调pH”是将溶液pH 调至约为10,防止pH较低时Na2MnO4自身发生氧化还原反应,生成MnO2和___________;写出用pH试纸测定溶液pH的操作_______________。
(4)“还原”时有无机含氧酸盐生成,发生反应的化学方程式为_____________。
(5)测定产品中MnO2质量分数的步骤如下:
步骤1. 准确称取mg产品,加入c1mol·L-1Na2C2O4溶液V1mL (过量)及适量的稀硫酸,水浴加热煮沸一段时间。(已知:Na2C2O4+2H2SO4+MnO2=MnSO4+2CO2↑+2H2O+Na2SO4)
步骤2. 然后用c2mol·L-1KMnO4标准溶液滴定剩余的Na2C2O4滴定至终点时消耗KMnO4标准溶液V2mL。(已知:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O)
步骤2达滴定终点时判断依据是_____________;产品中MnO2的质量分数为ω(MnO2)=____________(列出计算的表达式即可)。
9、硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。回答下列问题:
Ⅰ、工业生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)-炭粉还原法,其流程示意图如下:
(1)上述流程中“碱浸”后,物质A必须经过___________(填写操作名称)处理后,方可“煅烧”;若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2,写出煅烧时发生的总的化学反应方程式为___________。
(2)上述流程中采用稀碱液比用热水更好,理由是___________。
Ⅱ、工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。
(3)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是___________。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的。若气雾上升过高,可采取的措施是___________。
(4)回流时间不宜过长,原因是___________。回流结束后,需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴,正确的顺序为___________(填标号)。
a.①②③ b.③①② c.②①③ d.①③②
(5)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是___________。过滤除去的杂质为___________。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是___________。
Ⅲ、应用
(6)皮革工业废水中的汞常用硫化钠除去,汞的去除率与溶液的pH和x(x代表硫化钠的实际用量与理论用量的比值)有关(如图所示)。为使除汞效果最佳,应控制的条件是___________、___________。
(7)某毛纺厂废水中含0.001mol·L-1的硫化钠,与纸张漂白后的废水(含0.002mol·L-1NaClO)按1∶2的体积比混合,能同时较好处理两种废水,处理后的废水中所含的主要阴离子有___________。
10、氮氧化物是大气主要污染物之一,其中基于NO的烟气脱硝技术成为研究热点。查文献资料可知,NO除易氧化成NO2外,也可被还原为N2。在碱性条件下NO遇还原性较强的物质形成不稳定的NO-并转化为相对稳定的N2O。下面是对NO在不同条件下被氧化或被还原进行的实验探究:
(1)实验室为获取NO进行实验,使用铜与_____作为反应物,用装置_____制备气体(填序号),为了不影响探究结果,反应前对连接好并装好药品的装置进行的具体操作是_____。
(2)若要使装置②的分液漏斗中的液体顺利流下,不改动装置,对分液漏斗的具体操作是_____。
(3)在保证实验安全环保的条件下,将NO通入内壁附着绿色NiO的试管中(如装置④,其它装置已省略)。小火加热,绿色固体逐渐变为黑色(Ni2O3固体呈黑色),此现象可说明NO转化为_____。
(4)将盛有NO气体的试管倒置于盛有饱和Na2SO3碱性水溶液的大烧杯中(如装置⑥)。在试管口不脱离液面的情况下,轻轻不断摇动试管,此操作的主要目的是_____,实验中NO被Na2SO3碱性溶液快速吸收被还原为N2O,发生反应的离子方程式为_____,此反应可应用于处理含NO和SO2的工业废气,从实际效果看,Na2SO3强碱性溶液吸收含有SO2的NO比只含NO的效果更佳,主要原因是_____。
11、取1.77g镁铝合金投入到的盐酸中,合金完全溶解,放出氢气1.904L(已折算成标况)请计算:
(1)镁铝合金中镁的质量分数=______%(保留三位有效数字)
(2)上述溶液中继续滴加的NaOH溶液,得到沉淀3.10g。则V的最大值=______mL。(写出计算过程)
12、湿法炼锌厂在除杂过程中会产生大量铁矾渣。某黄钾铁矾渣主要含有K2Fe6(SO4)4(OH)12、ZnO·Fe2O3及少量CaO、MgO、SiO2等。一种由黄钾铁矾渣制备复合镍锌铁氧体( NiZnFe4O8)的流程如下:
回答下列问题
(1)滤渣I的主要成分是___________。
(2)净化除杂阶段加入Fe粉时发生反应的离子方程式为___________、___________。已知:25℃时Ksp(CaF2)=2.7×10-11, Ksp (MgF2)=6.4×10-19。加入NH4F使Ca2+、Mg2+离子沉淀,若沉淀后溶液中c(Ca2+)=2.7×10-6mol·L-1,则c(Mg2+)=___________ mol·L-1。
(3)在Fe2+、Ni2+、Zn2+共沉淀过程中,三种离子的损失浓度与pH的关系曲线如图所示,pH与n(NH4HCO3)︰n(Fe2++Ni2++Zn2+)的关系曲线如图所示。为提高原料利用率,n( NH4HCO3)︰n(Fe2++Ni2++Zn2+)最好控制在___________左右;按此比例,若以Me代表Fe、Ni、Zn元素,则生成MeCO3·2Me(OH)2·H2O沉淀的化学反应方程式为___________。
(4)铁氧体工艺阶段制备 NiZnFe4O8过程中,需加入___________剂(填“氧化”或“还原”)。按照上述流程,一座10万吨规模的锌厂每年产生黄钾铁矾渣约5万吨,Fe3+含量为27%,理论上每年可制备复合镍锌铁氧体(NiZnFe4O8,M=476g·mol-1)___________万吨(保留两位有效数字)
13、金属镓被称为“电子工业脊梁”,与铝同族,性质与铝相似。氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为、
、
,还有少量
等杂质)制备镓和氮化镓的流程如下:
常温下,相关元素可溶性组分的物质的量浓度的对数与pH的关系如下图所示,当溶液中可溶性组分浓度时,可认为已除尽。
回答下列问题:
(1)“焙烧”过程中变为
,则
与纯碱反应的化学方程式为____________。
(2)“碱浸”后滤渣的主要成分为___________(写化学式)。用惰性电极电解含的溶液可得到金属Ga,阴极的电极反应式为___________。
(3)常温下,反应的平衡常数
_________。
(4)“碱浸”后溶液的主要成分为、
、
。请补充完整流程中“操作”过程的步骤(在方框内填入试剂的化学式或pH值):
滤液滤液
滤渣
溶液
_______,_______,_______。
(实验中须使用的试剂:0.1
溶液、0.1
NaOH溶液)
(5)用石墨为电极电解熔融得到Ga单质,电极材料需要定期补充的是___________极(填“阴”或“阳”)。