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、氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示,若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为____________。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3= ____________ kJ•mol-1
(3)①一定条件下,上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____________(填代号)。
a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的值变小
②在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图2所示.
T1温度下,将6mol CO2和12mol H2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)= ____________ 。
③上述合成二甲醚的过程中提高CO2的转化率可采取的措施有____________、____________ (回答2点)。
(4)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH4+)____c(HCO3-)(填“>”、“<’’或“=”);反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=____________ (己知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5mol/L, H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7 mol/L,K2= 4×10-11 mol/L)
(5)据报道以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料,其原理如图3所示,电解时其中b极上生成乙烯的电极反应式为____________。
3、如图所示的装置,X、Y 都是惰性电极。将电源接通后,向(甲)中滴入酚酞溶液,在 Fe 极附近显红色。试回答下列问题:
(1)在电源中,B 电极为_______极(填电极名称,下同);丙装置中Y 电极为_______极。
(2)丙装置在通电一段时间后,X 电极上发生的电极反应式是_______。
(3)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g,请问甲装置中,铁电极上产生的气体在标准状况下为_______L。
(4)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的反应的电极反应式为_______。
4、【化学—物质结构与性质】原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序数为29。
(1)F原子基态的外围核外电子排布式为 。
(2)在A、B、C三种元素中,第一电离能由小到大的顺序是 (用元素符号回答)。
(3)元素B的简单气态氢化物的沸点 (高于,低于)元素A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是 。
(4)由A、B、C形成的离子CAB-与AC2互为等电子体,则CAB-的结构式为 。
(5)在元素A与E所形成的常见化合物中,A原子轨道的杂化类型为 。
(6)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为 。
(7)FC在加热条件下容易转化为F2C,从原子结构的角度解释原因 。
5、甲烷是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)已知、
、
的燃烧热分别为
,
,
。利用甲烷制备合成气的反应为
。
根据上述数据能否计算________(填“能”或“否”),理由是________________。
(2)在某密闭容器中通入和
,在不同条件下发生反应:
测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①________
,
________(填“<”、“>”或“=”)。
②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为________。
③q点甲烷的转化率为________,该条件下的化学平衡常数________(用含有
的表达式表示,
为以分压表示的平衡常数)。
(3)用甲烷和构成的燃料电池电解
溶液,装置如下图所示。反应开始后,观察到x电极附近出现白色沉淀。则A处通入的气体是________,x电极的电极反应式是________。
6、甲酸钙广泛用于食品、工、石油等工业生产上,300~400℃左右分解.
Ⅰ、实验室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO+H2O2=Ca(HCOO)2+2H2O+H2↑.
实验室制取时,将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中(投料物质的量之比依次为1:2:1.2),最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品.
(1)过氧化氢比理论用量稍多,其目的是____________。
(2)反应温度最好控制在30-70℃之间,温度不易过高,其主要原因是____________。
(3)制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量的Na2S溶液,加硫化钠的目的是____________。
(4)实验时需强力搅拌45min,其目的是____________;结束后需调节溶液的pH 7~8,其目的是____________,最后经结晶分离、干燥得产品.
Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO3;杂质为:Al2O3、FeCO3) 为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙.结合右图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验方案:称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水,配成溶液待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用;____________。
提供的试剂有:a.甲酸钠,B.5mol•L-1硝酸,C.5mol•L-1盐酸,D.5mol•L-1硫酸,e.3%H2O2溶液,f.澄清石灰水。
7、研究人员将Cu与Cu2O的混合物ag,用足量的稀H2SO4充分反应后,剩余固体质量为bg。
已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
(1)混合物中n(Cu2O)=________mol(用含a、b的最简式表示)
(2)若将ag混合物在空气中加热生成CuO,则m(CuO)=_______g(用含a、b的最简式表示)
8、某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
| C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________。
(2)装置B中的试剂是____________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物____________(填化学式)的量增加;装置D可采用____________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(3)装置中球形冷凝管的作用为____________,写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式____________。
(4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行____________。
(5)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol•L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为____________(计算结果保留三位有效数字)。
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-═CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2═H++2I-+CO2↑
I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
(6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的是____________
a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小
b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱
c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大
9、为测试铁片中铁元素的含量,某课外活动小组提出下面方案并进行了实验。将0.200g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,将反应后得到的溶液用0.0200mol•L-1的KMnO4溶液滴定,达到终点时消耗了25.00mLKMnO4溶液。
(1)配平以下方程式并标出电子转移的方同与数目:___。
H2SO4+KMnO4+FeSO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O
(2)铁片中铁元素的质量分数为___;若通过仪器分析发现该小组的测量结果偏高,以下可能的情况有___。
A.酸式滴定管洗净后,直接注入高锰酸钾溶液
B.洗净的锥形瓶,再用待测液润洗
C.锥形瓶中残留有少量蒸馏水
D.滴定至终点时,在滴定管尖嘴部位有气泡
(3)高锰酸钾溶液往往用硫酸酸化而不用盐酸酸化,原因是:___。
(4)Fe2(SO4)3溶液中c(Fe3+):c(SO)___2:3(填写“>”、“<”或“=”),用离子方程式解释:___。
(5)高锰酸钾在化学品生产中,广泛用作为氧化剂,可以氧化H2O2、Fe2+、S2-、SO等多种物质。如H2O2+KMnO4+H2SO4→MnSO4+ +K2SO4+H2O,试推测空格上应填物质的化学式为___。
(6)上述反应在恒温下进行,该过程中会明显看到先慢后快的反应,原因可能是___。
10、某实验小组用SiCl4和(CH3CO)2O合成四乙酸硅,装置如图所示(夹持装置略),相关物质的性质如表所示:
物质 | 相对分子质量 | 性质 |
SiCl4 | 170 | 无色油状液体,能剧烈水解生成硅酸和HCl |
乙酸酐[(CH3CO)2O] | 102 | 无色油状液体,吸湿性很强 |
四乙酸硅[Si(CH3COO)4] | 264 | 米黄色晶体,可溶于苯,遇水会迅速水解,超过160℃时可分解成乙酸酐和二氧化硅 |
乙酰氯(CH3COCl) | 78.5 | 无色油状液体,遇水剧烈反应 |
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是_______,管口A所接干燥管中盛装的试剂是_______(填“P2O5”、“CaCl2”或“碱石灰”)。
(2)写出(CH3CO)2O水解的化学方程式_______。
(3)检查完装置气密性,取255g SiCl4放入1L仪器①中,关闭旋塞⑤,再由分液漏斗滴入稍过量的乙酸酐,反应发生,放出大量的热,混合物略微带色,不久仪器①底部析出大颗粒晶体。写出制备四乙酸硅的化学方程式:_______ ,该过程中,玻璃管③的管口必须保持在液面上方的原因是_______。
(4)待放置一段时间,用干冰—丙酮冷冻剂冷却,然后_______(填具体操作),小心缓慢地除去仪器①中的残留液体,接着再分两次由分液漏斗各滴入75mL左右的乙酸酐,再缓慢除去,最后得到335g精制的四乙酸硅,则四乙酸硅的产率为_______%(保留一位小数)。
11、将两种硫酸盐按一定比例混合后共熔,可制得化合物M(化学式为xK2SO4·yCr2(SO4)3),若将2.83g化合物M中的Cr3+全部氧化为Cr2O72-后,溶液中的Cr2O72-可和过量KI溶液反应,得到3.81gI2,反应的离子方程式为:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr2O72-+3I2+7H2O,若向溶有2.83gM的溶液中,加入过量的BaCl2溶液,过滤洗涤干燥后可得到4.66g白色沉淀。
由此推断出化合物M中x:y为__。写出简要计算过程:__。
12、某些过渡金属(如钛、铜)及其化合物,以其高导电性和丰富的物理化学性质在材料领域大放异彩。
(1)钛比钢轻、比铝硬。基态钛原子的价层电子排布式为_______:钛原子核外电子占据的轨道数_______。
(2)铜的下列状态中,失去最外层一个电子所需能量最小的是_______。
A.[Ar]3dl04pl
B.[Ar]3d10
C.[Ar]3d94s1
D.[Ar]3d104s1
(3)二氧化钛是良好的光催化剂,可催化转化多种有毒物质,如:可将水中的转化为
,将甲基橙、亚甲基蓝、HCHO转化为CO2等。
①的空间构型是_______。
②甲基橙、亚甲基蓝中C原子的杂化类型有_______,
③常温下,CO2、HCHO在水中溶解度之比大约是1:500,其主要原因是_______。
(4)黄铜矿炼铜过程中会产生SO2,与SO2互为等电子体的分子和阴离子分别为_______(各写一种即可)。
(5)钙钛矿型太阳能电池近年越来越受到科学界的关注,其效率提升速度超越过去任何一类电池。某种钙钛矿晶胞如图所示,则钙原子的配位数是_______,若阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞中钙原子与氧原子的最近距离为a pm。则该晶胞的密度为_______g/cm3.(列出计算式)
13、铬(Cr)硬度大、抗腐蚀性和耐磨性好,具有广泛的应用前景。一种以铬铁矿(含FeCr2O4及少量Al2O3、SiO2等)为原料制备金属铬的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“高温焙烧”中主要反应的化学方程式为____。
(2)为提高“水浸”的浸取率,除了适当升高温度,还可采取的措施是____。
(3)“滤渣1”是一种红棕色固体,为检验其中的金属元素,可选择的常用试剂是____。“滤渣2”的主要成分是__________。
(4)“调pH”的目的是____。
(5)“热还原”主要是利用焦炭与重铬酸盐得到Cr2O3和另一种固体产物,该固体产物可返回__________工序循环使用。
(6)可用铝热法还原Cr2O3制备铬单质,铝热反应中镁带的作用是____;还可用惰性电极电解硫酸铬钾[KCr(SO4)2]溶液制备,阴极的电极反应式为____。