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、据预测,到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性碳(AC)表面的迁移,对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用,其机理如图所示,其中ad表示物种的吸附状态。下列有关叙述错误的是
A. 图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解
B. AC表面作用的温度不同,H2S的去除率不同
C. H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等
D. 图中反应过程中只有H—S键的断裂,没有H—S键的形成
3、已知:E是石油裂解气的主要成份,分子式为C2H4,D是一种具有香味的物质,各物质间的转化如图所示(有的反应条件和产物已略去).
请回答下列问题:
(1)化合物B的结构简式为
(2)反应①的反应类型
(3)写出反应②的化学方程式 .
4、锰元素在溶液中主要以Mn2+(很浅的肉色,近乎无色)、MnO42-(绿色)、MnO4-(紫色)形式存在。MnO2不溶于稀硫酸。
(1)将8 mL 0.1 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液和2 mL l.0mol/L的草酸(H2C2O4)溶液在试管中混合,然后将试管置于25℃水浴中,KMnO4溶液浓度随时间变化关系如下图所示。
① 写出发生反应的离子方程式:____________
② 计算前40秒用草酸表示的平均反应速率v(草酸)=________________.
③ 40s-65s的反应速率比前40s快,解释原因___________
(2)已知反应3MnO42-+2H2OMnO2+2MnO4-+4OH-。
① 向MnO4-溶液中加入足量稀硫酸,可观察到的现象是__________.
② 常温下,在0.512 mol/L K2MnO4溶液中,当pH=14时K2MnO4的转化率为4/9,则该反应的平衡常数的值为__________
③ 在其他条件不变的条件下,适当升温有利于降低K2MnO4的转化率,则该反应的△H___0(填“大于” “小于”或“等于”)。
(3)碳酸锰是一种重要的工业原料。工业生产中常用复分解法生产MnCO3:
MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3,且控制溶液的pH为6.8-7.4. 溶液的pH不能过低也不能过高,原因是_______。设MnSO4溶液为0.19mol/L,则溶液的pH 最高不能超过_________。
[己知MnCO3、Mn(OH)2的Ksp分别为l.8×10-11和1.9×10-13]
(4)制备单质锰的实验装置如图,阳极以稀硫酸为电解液,阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液,电解装置中“”表示溶液中阴离子移动的方向。铂电极的电极反应式为______。
5、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)
6、以钛铁矿(主要成分为,还含有MgO、CaO、
等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(
)和磷酸亚铁锂(
)的工艺流程如图:
已知:“溶浸”后的溶液中含金属元素的离子主要包括、
、
、
;富铁元素主要以
形式存在;富钛渣中钛元素主要以
形式存在。
回答下列问题:
(1)“溶浸”时为加快浸取速率,可以采取的措施是___________(答1条即可);“溶浸”过程发生反应的离子方程式为___________。
(2)若在实验室模拟分离富钛渣和富铁液,则检验富钛渣洗涤干净的操作为___________。
(3)“沉铁”过程中需控制,其目的是___________(答1条即可)。
(4)“溶钛”过程中Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示,试分析40℃后Ti元素浸出率呈图像所示变化的原因:___________。
(5)的晶胞结构如图1所示,设该晶胞的边长为a nm,
为阿伏伽德罗常数的值。Ti的价电子排布式为___________,该晶体的密度
___________(填含a的计算式)g⋅cm-3;
的结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子),画出沿z轴向xy平面投影时氧原子在xy平面的位置:
。________
7、煤作为燃料,可以有下列两种途径(把煤看成由碳组成):
途径Ⅰ:C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
途径Ⅱ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-d kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)燃烧等质量的煤,途径Ⅰ放出的热量____途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)b的数学关系式是______________(用a、c、d表示)。
(3)由于制取水煤气反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物所具有的总能量,在反应时,反应物需要______(填“吸收”或“放出”)能量才能转化为生成物。
(4)简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义___________________________________。
8、硅是重要的半导体材料,构成现代电子工业的基础。硅及其化合物在工业中应用广泛,在国防和航天工业中亦有许多用途。
(1)硅原子中最外层电子排布式为___,该层电子的电子云有___种不同的伸展方向。
(2)温石棉矿是一种硅酸盐类矿物,化学式写作氧化物形式为6MgO•4SiO2•4H2O,其中原子半径最大的元素在周期表中的位置是___。SiO2存在与金刚石结构类似的晶体,其中硅氧原子之间以___相结合。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力
(3)甲硅烷(SiH4)是一种无色的液体,遇到空气能爆炸性自燃,生成二氧化硅固体和水。在室温下,10gSiH4自燃放出热量446kJ,请写出其燃烧的热化学方程式:___;
(4)SiH4的热稳定性不如CH4,其原因是___。
工业上硅铁可以用于冶镁。以煅白(CaO•MgO)为原料与硅铁(含硅75%的硅铁合金)混合,置于密闭设备中于1200℃发生反应:2(CaO•MgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)
(5)常温下镁的还原性强于硅。上述方法能够获得镁的原因是:___。
(6)若上述反应在容积为aL的密闭容器中发生,一定能说明反应已达平衡的是___(选填编号)。
a.反应物不再转化为生成物
b.炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变
c.反应放出的总热量不再改变
d.单位时间内,n(CaO•MgO)消耗:n(Ca2SiO4)生成=2:1
若bg煅白经tmin反应后转化率达70%,该时段内Mg的生成速率是___。
9、可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是硫酸工业中非常重要的一个反应,因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。
(1)某温度下,使用V2O5进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),在保证O2(g)的浓度不变的条件下,增大容器的体积,平衡____(填字母代号)。
A.向正反应方向移动 B.不移动 C.向逆反应方向移动 D.无法确定
(2)使用V2O5催化该反应时,涉及到催化剂V2O5的热化学反应有:
①V2O5(s)+SO2(g)⇌V2O4(s)+SO3(g) ∆H1=+59.6kJ/mol
②2V2O4(s)+O2(g)⇌2V2O5(s) ∆H2=-314.4kJ/mol
向10L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1mol及一定量的O2,改变加入O2的量,在常温下反应一段时间后,测得容器中V2O4、V2O5、SO2和SO3的量随反应前加入O2的变化如图所示,图中没有生成SO3的可能原因是_________________。
(3)向一保持常压的密闭容器中加入V2O5(s)、SO2(g)各0.6mol,O2(g)0.3mol,此时容器的体积为10L,分别在T1、T2两种温度下进行反应,测得容器中SO2的转化率如图所示。
①T2时,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数K=________。
②下列说法正确的是_________。
A.T1<T2
B.若向该容器通入高温He(g)(不参加反应,高于T2),SO3的产率将减小,仅因为温度升高,平衡向逆方向移动
C.合成硫酸的设备中,在接触室合成SO3需要高压设备
D.依据反应装置所能承受的最高温度定为此反应温度
③在比T2更高的温度T3下,反应②平衡向左移动,生成更多的V2O4固体会覆盖在V2O5固体的表面上,该因素对反应①影响超过了温度因素的影响。请在图中画出在T3下,α(SO2)在0~t1时刻的变化图(0~t1时刻之间已经平衡)________。
10、随着科学的发展,可逐步合成很多重要的化工产品,如用作照相定影剂的硫代硫酸钠(俗称大苏打),用于填充汽车安全气囊的叠氮化钠(NaN3),某化学兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体和NaN3。
I.制备硫代硫酸钠晶体。
查阅资料:Na2S2O3易溶于水,向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3。实验装置如图所示(省略夹持装置):
(1)组装好仪器后,接下来应该进行的实验操作是_____,然后加入试剂。仪器a的名称是_______;E中的试剂最好是__________.(填标号),作用是______________。
A.澄清石灰水B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液
(2)已知五水合硫代硫酸钠的溶解度随温度升高显著增大。待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合物,滤液经_________(填操作名称)、过滤、洗涤、干燥,得到产品,过滤时用到的玻璃仪器有______________。
Ⅱ.实验室利用如图装置(省略夹持装置)模拟工业级NaN3的制备。已知:2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3。
(1)装置B中盛放的药品为__________
(2)实验中使用油浴而不用水浴的原因是__________________________。
(3)氨气与熔融的钠反应生成NaNH2的化学方程式为_________________。
(4)N2O可由NH4NO3(熔点为169.6oC)在240oC下分解制得,应选择的气体发生装置是___________。
11、含氮化合物在化学工业中有着重要的应用,回答下列问题:
(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化(表示生成1molN2的能量变化)如图所示,该反应的热化学方程式为______________________。
(2)一定条件下,硝酸铵加热分解得到的产物只有N2O和H2O。250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的平衡常数表达式为K=___________;若有1mol硝酸铵完全分解,则转移电子的数目为___________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)硝基苯甲酸乙酯在碱性条件下发生反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.80mol·L-1,T℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。
t/s | 0 | 60 | 90 | 120 | 160 | 260 | 300 | 360 | 400 |
a/% | 0 | 33.0 | 41.8 | 48.8 | 58.0 | 69.0 | 70.4 | 71.0 | 71.0 |
①该反应在60~90s与90~120s内的平均反应速率分别约为___________,___________;比较两者大小可得出的结论是______________________。
②计算T℃时该反应的平衡常数为______________________。
③为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可以采取的措施为______________________(写出一条即可)。
12、一种以铝矿(主要成分为、
和
等)为原料生产金属铝的工艺流程如下:
已知几种氯化物在常压时的熔、沸点:
物质 | SiCl4 | AlCl3 | NaCl | KCl | CaCl2 |
沸点/℃ | 58 | 180 | 1465 | — | 1935 |
熔点/℃ | -69 | — | 801 | 771 | 775 |
回答下列问题:
(1)CaAl2Si2O8用氧化物形式可表示为____________.
(2)“流化”阶段温度保持在900℃以上,使铝土矿中物质全部转化为氯化物。
①“流化过程中NaAlSi3O8发生的化学反应方程式为__________________.
②Ⅱ级冷凝的温度不能高于______℃
(3)“操作Ⅱ”的名称是____________,“操作Ⅲ”的名称是____________。
(4)副产物A为____________;
(5)尾气含有剧毒的COCl2,它能被强碱溶液能吸收,其反应的离子方程式为____________。
13、镍矿渣中主要含有Ni(OH)2和NiS,还有Fe、Cu 、Ca、Mg、Zn等元素的杂质,由镍矿渣制备碳酸镍的流程如下:
已知:含镍浸出液中阳离子主要有Ni2+、Fe3+、Cu2+、Ca2+、 Mg2+、Zn2+。常温下,部分物质的溶度积常数如下表:
难溶物 | NiS | ZnS | CuS | CaF2 | MgF2 |
溶度积常数 | 1.07× 10-21 | 2.93 × 10-25 | 1.27 × 10-36 | 4 × 10-11 | 7.42 × 10-11 |
请回答下列问题:
(1)酸浸过程中,提高“浸出率”的措施有_______(任写一条)。
(2)含镍矿渣浸取时, NiS与NaClO反应生成硫单质的离子方程式为_______。
(3)向含镍浸出液中加入Na2CO3的目的是完全沉淀Fe3+,则沉淀1的主要成分为_______(填化学式)。
(4)溶液1中加入NiS的作用是除去溶液中的Cu2+,反应的离子方程式为_______。该反应的化学平衡常数K=_______(保留两位有效数字);若使用H2S气体替代NiS。其不足之处是_______。
(5)溶液2中加入NaF的作用主要是除去溶液中的_______(填离子符号)
(6)“除Zn2+”时,ZnSO4与有机萃取剂(用HA表示)存在以下过程: ZnSO4+4HA ZnA2·2HA+H2SO4,试分析“除Zn2+”时,锌的萃取率随料液pH的增大逐渐增大的原因:_______。