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、氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题:
(1)实验室可用上图所示装置合成氨。
①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为NO2-+NH4+N2↑+2H2O。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后,锥形瓶中溶液变红,则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。
(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统,可持续合成氨,其原理如图所示。
①图中反应Ⅱ属于________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是________(填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。
(3)液氨可用作制冷剂,液氨汽化时________(填“释放”或“吸收”)能量;液氨泄漏遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如下表所示:
共价键 | N-H | O=O | N≡N | O-H |
键能/kJ·mol-1 | 391 | 498 | 946 | 463 |
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH=________。
3、MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节.某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下
(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的_____________(写化学式)转化为可溶性物质.
(2)第②步反应的离子方程式:_______________________
(3)流程中得到MnO2固体操作必需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、_______________。
(4)已知第③步蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还有含有_________(写化学式).其中用到Cl2的实验室制法的反应离子方程式:_______________________。
(5)若粗MnO2样品的质量为50.76g,第①步反应后,经过滤得到34.8g MnO2,并收集到0.896LCO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要____________ g NaClO3.[M (NaClO3)=106.5]
(6)第①步酸溶产生的CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。己知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s); ΔH=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CONH2)2(s)+H2O(g); ΔH=+116.5kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式______________。
4、(1)已知一氧化碳与水蒸气的反应为: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
在427 ℃ 时的平衡常数是9。如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0. 01 mol/L,则一氧化碳在此反应条件下的转化率为___________。
(2)规律是对经常出现的客观现象的归纳。规律越普遍,适用性或预言性也就越强,然而,任何规律都有其适用范围。
① 某同学在实验中发现,将H2S气体通入CuSO4溶液中,生成了黑色沉淀。请写出反应的化学方程式 ____________。
② 酸性强弱除与物质的本性有关外,还与溶剂有关,如CH3COOH与HF在液氨中可完全电离。在液氨中,反应CH3COONa + HCl = NaCl + CH3COOH _______(填“能”或“不能”)发生,理由是______________。
5、为了确定黄钾铁矾[KFe3(SO4)x(OH)y]的化学式,某兴趣小组设计了如下实验:
请回答:
(1)黄钾铁矾的化学式[KFe3(SO4)x(OH)y]中x=________,y=________。
(2)写出溶液B中所含溶质的化学式________。
(3)红褐色沉淀能溶于HI溶液,并发生氧化还原反应,写出该反应的离子方程式________。
6、燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)如图所示,利用电化学原理将SO2 转化为重要化工原料C,若A为SO2,B为O2,则负极的电极反应式为:___________;
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-d kJ·mol-1。
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:____________________________;
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组om] | 温度℃ | 起始量/mol[ | 平衡量/mol | 达到平衡所需 时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验2条件下平衡常数K=________,该反应的ΔH________0 (填“>”或“<”)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则b/a 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol,则此时V逆 V正(填“<” ,“>” ,“=”)。
④判断该反应达到平衡的依据是________。
A.CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等 B.容器内气体压强保持不变
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
7、铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空:
(1)铁的原子结构示意图为。由此可知,铁是第_______周期元素,铁原子核外3d轨道上共填充了_______个电子。
(2)古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的,其主要成分是_______(选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
(3)FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等,实验室在配制FeSO4溶液时,为了防止FeSO4变质,经常向溶液中加入铁粉,其原因是_______(用离子方程式表示)。
(4)向新配制的FeSO4溶液中,加入一定量的稀硝酸,发生如下反应:
_______Fe2++_______H++_______NO=_______Fe3++_______NO↑+_______H2O
①配平上述反应_______。
②每生成0.5molNO气体,转移的电子数为_______。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+,实验方案是_______。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气,其过程如图所示:
(5)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。
(6)写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式:_______。
(7)Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO,当其它条件一定时,达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
已知:①Fe3O4+CO⇌3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO⇌3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃,平衡时CO体积百分含量最高的原因:_______。
8、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。
9、马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]是一种白色晶体,易溶于水,常用于机械设备的磷化处理。以软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量的Fe2O3、FeO和A l 2O3)为原料制备马日夫盐的流程如下:
⑴软锰矿要先制成矿浆的目的是______________,葡萄糖(C4H12O6)与MnO2反应时,产物为MnSO4、CO2和H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________________。
(2)用H2O2溶液“氧化”时发生反应的离子方程式为_______________________。
(3)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表,“调pH并过滤”时,应调整的pH范围为______________,滤渣1的主要成分为____________(填化学式)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe3+ | 1.8 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Mn2+ | 7.8 | 9.8 |
(4)加入磷酸后发生反应的化学方程式为_____________________。
(5)某工厂用上述流程制备马日夫盐,已知软锰矿中MnO2的含量为87%,整个流程中锰元素的损耗率为9% ,则1吨该软锰矿可制得马日夫盐________t。
10、氮化铝(AIN)是一种性能优异的新型材料,在许多领域有广泛应用,前景广阔。某化学小组模拟工业制氮化铝原理,欲在实验室制备氮化铝并检验其纯度。
查阅资料:①实验室用饱和NaNO2与NH4Cl溶液共热制N2: NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O。
②工业制氮化铝:A12O3+3C+N22AlN+3CO氮化铝在高温下能水解。
③AlN与NaOH饱和溶液反应:AlN+Na0H+H2O=NaAlO2+NH3↑。
一、氮化铝的制备
(1)实验室中使用的装置如上图所示,请按照氮气气流方向将各个衣器接口连接完整:
e→c→d→___________。(根据实验需要,上述装置可使用多次)。
(2)B装置内的X液体可能是_______;E装置内氯化钯溶液的作用可能是________。
二、氮化铝纯度的测定
【方案ⅰ】甲同学用下图装置测定AlN的纯度(部分夹持装置已略去)。
(3)为准确测定生成气体的体积,量气装置(虚线框内)中的X液体可以是____。
a.CC14 b.H2O c.NH4Cl饱和溶液 d.植物油
(4)若装置中分液漏斗与导气管之间没有导管A连通,对所测AIN纯度的影响是______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)用下列仪器也能组装一套量气装置,其中必选的仪器有_____(选下列仪器的编号)。
a.单孔塞 b.双孔塞 c.广口瓶 d.容量瓶 e.量筒 f.烧杯
【方案ⅱ】 乙同学按以下步骤测定样品中AIN的纯度。
(6)步骤②的操作是__________。
(7)实验室里煅烧滤渣使其分解,除了必要的热源和三脚架以外,还需要的仪器有_____等。
(8)样品中AIN的纯度是_______(用m1、m2、m3 表示)
11、硬铝(因其主要成分,在此仅看作Al-Cu合金)常用于建筑装潢。1.18g某种硬铝恰好与10mL某浓度的硝酸完全反应,生成的混合气体(其中NO2与NO的体积比为2:1)再与448mL氧气(标准状况)混合,恰好能被水完全吸收。则该硝酸的物质的量浓度_____________mol/L。请写出简要计算过程。
12、“天问一号”着陆火星,“嫦娥五号”采回月壤,探索宇宙离不开化学。镍铼合金是制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴的重要材料。75 号元素铼 Re,熔点仅次于钨,是稀有金属之一,地壳中铼的含量极低,多伴生于铜、锌、铅等矿物中。
(1)镍原子价层电子排布图为_______,在元素周期表中,铼与锰在同族,铼在元素周期表中的位置是_______。
(2)铼易形成高配位数的化合物如 Re2(CO)10,该配合物中_______(填元素符号)提供孤对电子与铼成键,原因是_______,1 mol Re2(CO)10中有_______mol 配位键。
(3)锌在潮湿的空气中极易生成一层紧密的碱式碳酸锌[ZnCO3·3Zn(OH)2]薄膜,使其具有抗腐蚀性。碱式碳酸锌中各元素的电负性由大到小的顺序为_______,CO 的空间构型为_______(用文字描述)。
(4)三氧化铼 ReO3晶胞如图所示,摩尔质量为 Mg/mol,晶胞密度为ρg/cm3, 其中氧原子的配位数为_______,铼原子填在了氧原子围成的_______(填“四面 体”“立方体”或“八面体”)空隙中,该晶胞中两个相距最近的 O 原子间的距离为_______cm(列出计算式)。
13、精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下:
已知:ⅰ.分金液中含金离子主要成分为[AuCl4]-;分金渣的主要成分为AgCl;
ⅱ.分银液中含银离子主要成分为[Ag(SO3)2]3-,且存在[Ag(SO3)2]3-⇌Ag++2SO32-
ⅲ.“分铜”时各元素的浸出率如表所示。
(1)由表中数据可知,Ni的金属性比Cu______。分铜渣中银元素的存在形式为(用化学用语表示)______。
(2)“分金”时,单质金发生反应的离子方程式为______。
(3)Na2SO3溶液中含硫微粒物质的量分数与pH的关系如图所示。
“沉银”时,需加入硫酸调节溶液的pH=4,分析能够析出AgCl的原因为______。调节溶液的pH不能过低,理由为______(用离子方程式表示)。
(4)工业上,用镍为阳极,电解0.1mol/L NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示:
为获得高纯度的球形超细镍粉,NH4Cl溶液的浓度最好控制为______g/L,当NH4Cl溶液的浓度大于15g/L时,阴极有无色无味气体生成,导致阴极电流效率降低,该气体为______。