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、(1)比较给出H+的能力的相对强弱:H2CO3___C6H5OH(填“>”、“<”或“=”);用一个离子方程式说明CO32‾和C6H5O‾结合H+能力的相对强弱___。
(2)Ca(CN)2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构。写出Ca(CN)2的电子式___。
(3)常压下,水晶的硬度比晶体硅的硬度大,其主要原因是___。
3、已知A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增,前四种元素为短周期元素。A位于元素周期表s区,电子层数与未成对电子数相等;B基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每轨道中的电子总数相同;D原子核外成对电子数为未成对电子数的3倍;F位于第四周期d区,最高能级的原子轨道内只有2个未成对电子;E的一种氧化物具有磁性。
(1)E基态原子的价层电子排布式为__________________。第二周期基态原子未成对电子数与F相同且电负性最小的元素名称为____________。
(2)CD3- 的空间构型为_______________。
(3)A、B、D三元素组成的一种化合物X是家庭装修材料中常含有的一种有害气体,X分子中的中心原子采用_____________杂化。
(4)F(BD)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=________。根据等电子原理,B、D 分子内σ键与π键的个数之比为______________。
(5)一种EF的合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中,F位于顶点,E位于面心,该合金中EF的原子个数之比为_________________。若晶胞边长a pm,则合金密度为______________g·cm3(列式表达,不计算)。
4、铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛.
(1)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:
①工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法I,其原因是____________。
②已知:
2Cu(s)+1/2O2(g)═Cu2O(s)△H=-169kJ•mol-1,
C(s)+1/2O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1,
Cu(s)+1/2O2(g)═2CuO(s)△H=-157kJ•mol-1
则方法I发生的反应:2CuO(s)+C(s)=Cu20(s)+CO(g); △H=____________kJ/mol。
(2)氢化亚铜是一种红色固体,可由下列反应制备:4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4.
该反应每转移3mol电子,生成CuH的物质的量为____________。
(3)氯化铜溶液中铜各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与c(Cl-) 的关系如图所示。
①当c(Cl-)=9mol•L-1时,溶液中主要的3种含铜物种浓度大小关系为____________。
②在c(Cl-)=1mol•L-1的氯化铜溶液中,滴入AgNO3溶液,含铜物种间转化的离子方程式为____________(任写一个).
(4)已知:Cu(OH)2是二元弱碱;亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,与NaOH溶液反应,生成Na2HPO3.
①在铜盐溶液中Cu2+发生水解反应的平衡常数为____________,(已知:25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20mol3•L-3)
②电解Na2HPO3溶液可得到亚磷酸,装置如图(说明:阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过),则产品室中反应的离子方程式为____________。
5、KBr可用于光谱分析和化学分析等。
(1)制备KBr的一种方法如下:80℃时,向溶有CO(NH2)2的KOH溶液中缓慢加入Br2,至pH为6~7时反应完全,生成CO2、N2等。该反应的化学方程式为_____。
(2)KBr可用于测定苯酚(C6H5OH)样品的纯度,方法如下:取0.5000g苯酚试样,用NaOH溶液溶解后定容成250.00mL溶液;移取25.00mL该溶液,加入25.00mL0.03000mol•L﹣1的KBrO3(含过量KBr)标准溶液,然后加入足量盐酸,充分反应后再加足量KI溶液,充分反应;用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入指示剂,继续滴定至终点,用去16.20mL。测定过程中物质的转化关系如下:
①加入的指示剂为_____。
②计算苯酚样品的纯度(写出计算过程)_____。
6、镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成。
放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某学习小组对该电池电极材料进行回收研究。
已知 :①NiO2有强氧化性,可与浓盐酸反应;
②NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:
M(OH)n | Ksp | pH | |
开始沉淀 | 沉淀完全 | ||
Al(OH)3 | 2.0×10-32 | 4.1 | - |
Fe(OH)3 | 3.5×10-38 | 2.2 | 3.5 |
Fe(OH)2 | 1.0×10-15 | 7.5 | 9.5 |
Ni(OH)2 | 6.5×10-18 | 6.4 | 8.4 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为; ;
(2)维持电流强度为1.0A,消耗0.28gFe,理论电池工作 s。(已知F=96500C/mol)
(3)对该电池电极材料进行回收方案设计:
①方案中加入适量双氧水的目的是 ;在滤液I中慢慢加入NiO固体,则依次析出沉淀
和沉淀 (填化学式)。若两种沉淀都析出,pH应控制在不超过
(离子浓度小于1×10-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.4);设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案 。
②滤液III中溶质的主要成分是 (填化学式);气体I为 ,判断依据是 。
7、金属锡及其化合物在生产和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)某种含锡的有机金属化合物的结构如图所示。已知烷基配位体以C、N整合形式键合于Sn原子。
①基态Sn原子的价电子轨道表示式为_______,在周期表中的位置为_______,C、Si、Cl电负性由大到小的顺序为_______。
②该化合物中共有_______种杂化方式;提供电子对形成配位键的原子是_______。
(2)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系,已知金属原子均呈四面体配位,晶胞棱边夹角均为90°,其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图,甲为A的体对角线投影图,乙为B的沿y轴方向的投影图。A中Fe、Sn位置互换即为B。
①该硫化物的化学式为_______,晶胞中Sn的配位数与Cu的配位数之比为_______。
②立方体A、B棱长均为a pm,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。晶胞中部分原子的分数坐标为、
,则晶胞中Sn原子的分数坐标为_______;晶胞中Sn原子和Cu原子间的最短距离为_______pm。
8、Ⅰ、次氯酸钠是一种被广泛应用的消毒剂,请回答下列问题:
(1)写出NaClO的电子式___________________。
(2)已知HClO的电离能力介于H2CO3一级与二级电离之间,写出NaClO溶液中通入少量CO2过程中发生的离子反应方程式为________________________
(3)在NaClO溶液中通入少量SO2,其反应离子方程式:________________________
II、某二元化合物X其相对分子质量小于100,常温下为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定,若用“惰性气体”等稀释时,爆炸性 则大大降低,X的水溶液质量分数高于30%也有可能引起爆炸。X可由KClO3和草酸(H2C2O4)混合物中加入足量的稀硫酸水浴加热制得,12.25 g KClO3与9 g草酸恰好完全反应生成X、CO2和一种酸式盐。
(1)确定X的化学式_______________
(2)用H2C2O4溶液、稀硫酸和KC1O3制备X最大优点是 ______________
(3)工业废水中Mn2+常用X处理,将Mn2+转化为MnO2,写出X除去Mn2+的离子方程式 _____________
(4)纤维素还原法制X是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物与稀硫酸、NaClO3反应生成X。完成反应的化学方程式:_____________
(5)实验室用氢氧化钠溶液吸收X尾气,生成等物质的两种钠盐,其中有一种盐为NaClO3完成氢氧化钠溶液吸收X尾气反应的化学方程式:_____________
(6)X和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是X的_______倍
9、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”)。
10、二茂铁[Fe(C5H5)2]在航天、节能、环保行业以及工农业生产有广泛的应用。用环戊二烯(C5H6)制备二茂铁的反应原理:在无氧无水环境中,新制的环戊二烯和FeCl2在KOH四氢呋喃溶液中加热生成二茂铁。
已知:①环戊二烯的性质:熔点-80℃、沸点42℃。
②双环戊二烯的性质:熔点33℃,在170℃较快分解为环戊二烯。
③FeCl3溶于四氢呋喃,FeCl2更易溶于有机溶剂二甲亚砜[(CH3)2SO]。
某兴趣小组以双环戊二烯、铁粉、FeCl3为原料模拟工业制备二茂铁,设计的装置如图(夹持及加热装置省略)。b处阀门可切换蒸馏冷凝装置或通氮气装置。
部分简要操作步骤如下:
①I中加入双环戊二烯,Ⅱ中加入KOH四氢呋喃溶剂,Ⅲ中加入铁与FeCl3混合粉末;
②用氮气排尽装置中空气;
③加热装置I至170℃,并保持恒温;
④向Ⅲ中加入四氢呋喃溶解FeCl3;
⑤蒸馏Ⅲ中溶液,得近干残留物,再加入有机溶剂二甲亚砜;
……
回答下列问题:
(1)图中所示的三个装置均使用到的一种仪器的名称是___________。
(2)步骤③装置I的操作中,下列加热方式最适宜的是___________(填序号)。
A.水浴加热 B.油浴加热 C.垫石棉网加热
(3)步骤③装置Ⅰ保持恒温的目的是___________。
(4)将装置Ⅲ中的FeCl2转移至装置Ⅱ中的方法是___________。
(5)整个制备过程需采取无氧无水环境的原因是___________。
(6)写出生成二茂铁的化学方程式:___________。
11、用沉淀法测定 KHCO3和 Na2CO3 固体混合物的组成,每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的 Ba(OH)2 溶液,每次实验均充分反应,反应前后溶液体积变化忽略不计,实验记录见下表:
实验序号 | I | II | III | IV | Ⅴ |
样品质量(g) | 3.06 | 6.12 | 9.18 | 12.24 | 15.30 |
Ba(OH)2溶液体积(mL) | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
生成沉淀的质量(g) | 5.91 | 11.82 | 17.73 | 23.64 | 23.64 |
回答下列问题:
(1)样品中KHCO3 和Na2CO3 的物质的量之比_______。
(2)室温下第III组实验所得溶液中的 OH-物质的量浓度为_________。
12、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是印刷行业重要的还原剂,易溶于水,难溶于乙醇;高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色环保型饮用水处理剂。某课题小组拟以硫铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备连二亚硫酸钠和高铁酸钾,其简易工艺流程如下(部分步骤和条件略去):
(1)FeS2中含有S22-离子,其电子式为_____。“气体”的主要成分是O2、SO2和N2,参考表中的数据,简述工业上用物理方法分离提纯二氧化硫的实验方案:_____
| 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g∙L-1(标准状况) |
O2 | -218 | -183 | 1.429 |
SO2 | -76 | -10 | 2.9 |
N2 | -210 | -196 | 1.25 |
(2)SO2→Na2S2O4步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。制得的Na2S2O4溶液冷却至50℃,过滤,用_____洗涤,干燥,制得Na2S2O4。
(3)Na2FeO4与KC1发生复分解反应制备K2FeO4,说明相同温度下K2FeO4的溶解度_____(填“ > ”、“ < ”或=”) Na2FeO4的溶解度。
(4)溶液中的Na2S2O4易被空气中的氧气氧化生成NaHSO3,反应的离子方程式为_____
(5)在制备Na2FeO4时,现象是先生成红褐色沉淀,随后转化成绿色溶液,生成了 Na2FeO4。
①写出红褐色沉淀转化为Na2FeO4的化学方程式:_____。
②为探究Na2FeO4和Cl2的氧化性相对强弱,取少量上述绿色溶液于试管中,滴加适量浓盐酸,产生能使湿润的KI淀粉试纸变蓝色的气体,不能说明Na2FeO4的氧化性比Cl2的氧化性强,理由是_____。
13、铈可用作生产催化剂、电弧电极、特种玻璃等。现以氟碳铈矿(CeFCO3,含Fe2O3、FeO等杂质)为原料制备铈,其工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)“焙烧I”时,空气与矿料逆流而行的目的是_______;CeFCO3发生反应的化学方程式为_______。
(2)“酸浸”反应体现了盐酸的_______性质,“滤渣I”、“滤渣II”的主要成分分别为_______、_______(填化学式)。
(3)“调pH”时c(Ce3+)=0.10mol·L-1,为了除去杂质同时避免Ce元素损失,25℃下溶液pH范围应调节为3.0~7.0,则Ksp[Ce(OH)3]=_______(不考虑溶液体积变化)。
(4)“碳化”时,不能用(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液的原因是_______。
(5)“热还原”反应的化学方程式为_______。