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、卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁(轻质体积蓬松,体积是等质量的重质氧化镁的三倍)。
若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,根据表1和表2提供的资料,填写空白:
表l 生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.l |
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。表2原料价格表
物质 | 价格/元 吨-1 |
漂液(含25.2%NaClO) | 450 |
双氧水(含30%H2O2) | 2400 |
烧碱(含98%NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5%Na2CO3) | 600 |
(1)为了加快卤块的溶解,我们可以选择那些方法_______(请写出两种方法);
(2)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是________,在酸性条件下,其对应的离子方程式是________________
(3)在步骤③中加入的试剂应是________;之所以要控制pH=9.8,其目的是__________
(4)在步骤④中加入的试剂Z应是___________;
(5)在步骤⑤中发生的反应是__________
3、室安卡因(G)是一种抗心率天常药物,可由下列路线合成;
(1)已知A是的单体,则A中含有的官能团是______(写名称)。B的结构简式是______。
(2)C的名称(系统命名)是______,C与足量NaOH醇溶液共热时反应的化学方程式是________。
(3)X是E的同分异构体,X分子中含有苯环,且苯环上一氯代物只有两种,则X所有可能的结构简式有、_______、_______、_______。
(4)F→G的反应类型是_______。
(5)下列关于室安卡因(G)的说法正确的是_______。
a.能发生加成反应 b.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.能与盐酸反应生成盐 d..属于氨基酸
4、氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
5、(1)下列物质中,由极性键形成的非极性分子是____。
A.CO2 B.H2O C.CO D.CCl4
(2)近年来,我国北方地区雾霾频发。引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等。通过测定雾霾中锌等重金属的含量,可知交通污染是目前造成雾霾天气的主要原因之一。回答下列问题:
(1)基态O原子核外电子的运动状态有______种,其电子云形状有____种。
(2)基态Zn原子的核外电子排布式为____。
(3)(NH4)2SO4中存在的化学键类型有_______。
(4)N和F能形成化合物N2F2,N2F2中氮原子的杂化轨道类型为________,写出N2F2的一种结构式:____,1mol N2F2分子中所含σ键的数目是_________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
a.N2O为直线形分子
b.C、N、O的第一电离能依次增大
c.O3与SO2、NO2-互为等电子体
d.相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3的高,说明前者是极性分子,后者是非极性分子
(6)测定大气中PM2.5浓度的方法之一是β-射线吸收法,其放射源可用85Kr。已知85 Kr晶体的晶胞结构如图所示。设晶胞中所含85Kr原子数为m,与每个85 Kr原子相紧邻的85 Kr原子数为n,则_______(填数值)。该晶胞的边长为a nm,则85Kr晶体的密度为______g/cm3.(设NA为阿伏加德罗常数的值)
6、(1)比较氧元素和氟元素的非金属性强弱:O_______F(填“<”“>或”“=”);用一个化学方程式说明两者非金属的相对强弱______________________________________。
(2)2002年1月18日在《科学》期刊中报导罗马大学的Fulvio Cacace及其同事发现氮的一种同素异形体N4,已知N4所有原子均满足8电子稳定结构。写出N4的结构式_______________。
(3)CO2和SiO2均是IVA族元素氧化物,CO2常温为气态,SiO2为高熔点固体。请分析原因_______________________________________________。
7、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 。
8、硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用作照相定影剂、纸浆漂白脱氯剂等。
实验室可通过反应2Na2S+Na2CO3+4SO2→3Na2S2O3+CO2制取Na2S2O3,装置如图所示。
(1)装置B中搅拌器的作用是______;装置C中NaOH溶液的作用是_____。
(2)请对上述装置提出一条优化措施_______________________。
为测定所得保险粉样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数,称取3.000g Na2S2O3•5H2O样品配成100mL溶液,用0.100mol/L标准碘溶液进行滴定,反应方程式为:2Na2S2O3+I2→2NaI+Na2S4O6
(3)滴定时用__________作指示剂,滴定时使用的主要玻璃仪器有________________。
(4)滴定时,若看到溶液局部变色就停止滴定,则样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数测定值__________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(5)某学生小组测得实验数据如下:
实验次数 | 样品溶液体积(ml) | 滴定消耗0.100mol/L碘溶液体积(ml) |
1 | 20.00 | 9.80 |
2 | 20.00 | 10.70 |
3 | 20.00 | 9.90 |
该样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数是_______。(精确到0.001)
9、金是一种贵重金属,抗腐蚀,是延展性最好的金属之一。负载型金纳米材料在催化动态催化理论、光学、电子学等方面有重要作用。
Ⅰ.金的结构
(1)金元素位于元素周期表第6周期ⅠB族,金的价电子排布式为_______。
(2)金晶体的晶胞为面心立方晶胞,Au在晶胞中的配位数是_______。
Ⅱ.金的提取
硫脲()液相提金原理:
(3)硫脲易溶于水,原因是_______。
Ⅲ.金的应用
一种最稳定的负载型纳米金团簇,具有最完美的对称性,其结构如图所示:
(4)该金团簇的化学式为_______(填字母)。
a.Au b. c.
(5)该金团簇中有_______种不同化学环境的金原子。
10、KMnO4在生产和生活中有着广泛用途,某化学小组在实验室制备KMnO4并探究其性质。
(一) KMnO4的制备,分步骤Ⅰ、Ⅱ两步进行。
步聚Ⅰ.先利用如图所示装置制备K2MnO4。称取7.0gKOH(s)和5.0gKClO3(s)放入容器A中,加热,待混合物熔融后,加入5.0gMnO2(s),待反应物干涸后,加大火焰强热4~8min,得墨绿色的锰酸钾。
(1)A可选用_______(填标号)。
①石英坩埚 ②瓷坩埚 ③铁坩埚
(2)实验中发生反应生成K2MnO4的化学方程式为_______。
Ⅱ.由K2MnO4制备KMnO4。已知:K2MnO4易溶于水,水溶液呈墨绿色。主要过程如下:
①待A处物料冷却后,用20mL4%KOH溶液重复浸取,合并浸取液便得墨绿色的锰酸钾溶液。
②向滤液中通入足量CO2,使K2MnO4歧化为KMnO4和MnO2,过滤出生成的MnO2。
③再将滤液进行一系列处理,得KMnO4晶体。
(3)过程②向滤液中通入足量CO2,可观察到的现象为_______;检验K2MnO4歧化完全的实验方法是_______。
(二) KMnO4的性质。已知:KMnO4具有强氧化性,可与草酸(H2C2O4)反应:。某化学小组选用硫酸酸化的0.05mol/L高锰酸钾溶液与草酸溶液反应,探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下三组实验:
[实验内容及记录的数据]
编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min | |||
|
|
| |||
1 | 3.0 | 1.0 | 4.0 | 2.0 | 4.0 |
2 | 2.0 | 2.0 | 4.0 | 2.0 | 5.2 |
3 | 1.0 | 3.0 | 4.0 | 2.0 | 6.4 |
(4)配制的高锰酸钾溶液肯定不需要的仪器是_______(填标号)。
a.蒸发皿 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.烧杯 e.坩埚 f.胶头滳管
(5)为达到实验目的,H2C2O4溶液的物质的量浓度不低于_______。
(6)利用实验1中数据计算,0~4min内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率:_______。
11、将24.5gKClO3固体与8.7gMnO2固体混合加热片刻,得到标况下VL气体,冷却后固体质量为25.52g;再将剩余固体溶于水并加入足量亚硝酸钠和硝酸银溶液,再加足量的稀硝酸,过滤、洗涤、干燥得到m克固体。求:
(1)标准状况下气体体积V为___。
(2)最后所得固体质量m为___g。
12、硫酸镍主要用于电镀、电池、催化剂、印染媒染剂、金属着色剂等领域。以主要成分为、NiO(杂质为FeO、CaO、
)的矿渣为原料制备
的流程如图所示(已知:镍的+2价状态很稳定):
回答下列问题:
(1)中铁元素的化合价是___________价;研磨的作用是___________。
(2)“焙烧”中FeO会转化为,相应的化学方程式为___________,滤渣1中含有
、___________(填化学式)、
等;“操作X”具体是指___________、过滤、洗涤、干燥。
(3)萃取原理可表示为:(水相)+nRH(有机相)
(有机相)+
(水相)(
为
、
)。已知:萃取剂RH的用量对萃取率有影响,RH的体积与被萃取液体积的倍数(X)和萃取率关系如图所示,则X的最佳值为___________,Y为___________试剂(填“强碱性”“强酸性”或“中性”);若矿渣中镍元素含量为a g,萃取前镍的损失率为b,萃取后镍的损失率忽略不计,最终得到c g
,则在X取最佳值时,
的萃取率为___________(用含a、b、c的代数式表示)。
13、以CO2和CH4为原料制造更高价值的化学产品是目前用来缓解温室效应的研究方向之一、
(1)工业上CH4-H2O催化重整制取合成气(CO和H2的混合气)的过程中发生如下反应:
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.4kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.0kJ·mol-1
③CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH3
若反应③的逆向活化能Ea(逆)为54kJ·mol-1,则该反应的正向活化能Ea(正)为___________kJ·mol-1。
(2)在CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)反应中,正反应速率v正=k正c(CO)·c(H2O),逆反应速率v逆=k逆c(CO2)·c(H2),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,仅受温度影响。如图 (pk=-lgk,T表示温度)所示a、b、c、d四条斜线中,有两条分别为pk正和pk逆随T变化斜线,则表示pk正随T变化关系的斜线是________。
(3)已知:CO2加氢可缓解CO2对温室效应的影响,其原理为:
I.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-165.0kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.0kJ·mol-1
在反应器中通入3molH2和1molCO2,分别在0.1 MPa和1MPa下进行反应。分析实验中温度对含碳物质的平衡组成(体积百分数)的影响,其中CO和CH4的影响如图所示:
①1 MPa时,表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是___________。N点平衡组成含量低于M点的原因是___________。
②当CH4和CO平衡组成均为40%时,该温度下反应I的平衡常数Kp为___________。
(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入CO2进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。电解时阴极的电极反应式为___________。