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、镀镍废水中的Ni2+可用还原铁粉除去。25℃时,部分氢氧化物在废水中开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.6 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.2 |
(1)还原铁粉的制备:向FeSO4溶液中加入NaBH4 (其中H为-1价)可得还原铁粉,同时生成H3BO3和H2。理论上制备1molFe,需NaBH4的物质的量为______mol。
(2)还原铁粉除镍:向废水中加入还原铁粉,可置换出镍。某小组通过实验研究废水中镍的去除效果。
①取五份废水样品各100mL,加酸或碱调节其初始pH不等,再加入等量且过量的铁粉,充分反应后测得废水中镍含量随溶液初始pH的变化如图所示。pH太小,残留的镍含量较高,原因是______;pH>6.6时,残留的镍含量随溶液初始pH增大而增多的原因是______。
②取100mL废水样品,向其中加入适量铁粉,测得溶液的pH、Fe(Ⅱ)的含量和总铁含量变化如图所示,Fe(Ⅱ)表示溶液及沉淀中+2价的铁元素,总铁表示溶液及沉淀中化合态的铁元素。40~60min内,溶液pH约为6.4,该时间段内引起Fe(Ⅱ)含量降低的反应的离子方程式为______。
③另取100mL pH约为5.8的废水样品,加入FeCl3溶液,废水中镍含量也有明显降低,原因是______。
3、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。
4、铜是应用较为广泛的有色金属。
(1)基态铜原子的价电子排布式为_____________。
(2)金属化合物Cu2Zn合金具有较高的熔点、较大的强度、硬度和耐磨度。则Cu2Zn合金的晶体类型是______。
(3)某含铜化合物的离子结构如图所示。
① 该离子中存在的作用力有__________。
a.离子键 b.共价键 c.配位键
d.氢键 e.范德华力
② 该离子中第二周期的非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是______。
③ 该离子中N原子的杂化类型有_________。
(4)晶胞有两个基本要素:
① 原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为铜与氧形成的某化合物晶胞,其中原子坐标参数A 为(0,0,0);B为(,0,
);C为(
,
,0),则D原子的坐标参数为_____________。
② 晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,设晶胞的边长为apm,则O的配位数是_______。
5、废气中的H2S通过高温热分解可制取氢气:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。现在3L密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
(1)某温度时,测得反应体系中有气体1.3lmol,反应1 min后,测得气体为l.37mol,则tmin 内H2的生成速率为___________。
(2)某温度时,H2S的转化率达到最大值的依据是_____________(选填编号)。
a.气体的压强不发生变化 b.气体的密度不发生变化
c.不发生变化 d.单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多
(3)实验结果如下图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为_____反应(填“放热”或“吸热”)。曲线b随温度的升高,向曲线a通近的原因是_________。在容器体积不变的情况下,如果要提高H2的体积分数,可采取的一种措施是________。
(4)使1LH2S与20L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温,混合气体的体积是______L 。若2gH2S完全燃烧后生成二氧化硫和水蒸气,同时放出29.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是__________________。
6、镍在金属羰基化合物(金属元素和CO中性分子形成的一类配合物)、金属储氢材料(能可逆地多次吸收、储存和释放H2的合金)等领域用途广泛。
(1)基态Ni原子核外电子排布式为__________________________。
(2)Ni(CO)4中镍元素的化合价为__________,写出与CO互为等电子体的带一个单位正电荷的阳离子为:_______。Ni(CO)4的一氯代物有2种,其空间构型为_______________ o
(3)一种储氢合金由镍与镧(La)组成,其晶胞结构如图所示,则该晶体的化学式为_____________
(4)下列反应常用来检验Ni2+,请写出另一产物的化学式:_______________。
与Ni2+配位的N原子有__________个,该配合物中存在的化学键有_________(填序号)。
A.共价键 B.离子键 C.配位键 D.金属键 E.氢键
(5)Ni与Fe的构型相同(体心立方堆积),Ni的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数为NA,密度为a g/cm3Ni原子的半径为_________pm(金属小球刚性相切)
7、乙烯是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等化学产品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化学工业的一个重要研究课题,目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解的反应如下:
(Ⅰ)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1=+125kJ·mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H2=+177kJ·mol-1
(Ⅲ)2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H3=-211.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为_______kJ。
(2)在一绝热的恒容密闭容器中,通入一定量的C2H6发生反应(Ⅰ),反应过程中容器内压强(P)与时间(t)变化如图1所示,随着反应进行,a~b段压强减小的原因是_______。
(3)反应(Ⅱ)的Arrhenius经验公式实验数据如图2中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能Ea=_______kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
(4)乙烷氧气氧化裂解制乙烯,除发生反应(Ⅲ)之外,还发生副反应(Ⅳ):2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)。在800℃时用乙烷氧气氧化裂解制乙烯,乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比
的变化关系如图所示:
已知:C2H4的选择性=×100%
C2H4的收率=C2H6的转化率×C2H4的选择性
①控制=2而不采用选择性更高的
=3.5,除可防止积碳外,另一原因是_______;
<2时,
越小,乙烷的转化率越大,乙烯的选择性和收率越小的原因是_______。
②一定温度和压强为5.8pMPa条件下,将C2H6和O2按物质的量之比为2∶3通入密闭弹性容器中发生反应,平衡时,C2H4选择性为60%,C2H4的收率为48%。该温度下,反应2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)的Kp=_______(用含字母p的代数式表示,带单位。已知Kp是用反应体系中气体的分压来表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
8、为测定硫酸亚铁铵(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体纯度,某学生取mg硫酸亚铁铵样品配置成500mL溶液,根据物质组成,甲、乙、丙三位同学设计了如下三个实验方案,请回答:
(甲)方案一:取20.00mL硫酸亚铁铵溶液于锥形瓶,用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4溶液进行滴定。
(乙)方案二:取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。
(1)方案一的离子方程式为 ;
判断达到滴定终点的依据是 ;
(2)方案二的离子方程式为 ;若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因为 ,如何验证你的假设 。
(丙)方案三:(通过NH4+测定)实验设计图如下所示。取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验。
(3)①装置 (填“甲”或“乙”)较为合理,判断理由是
。量气管中最佳试剂是 (填字母编号。如选“乙”则填此空,如选“甲”此空可不填)。
A.水 B.饱和NaHCO3溶液 C.CCl4
②选用该装置会导致测量值总是偏大一些,分析原因 。
③若测得NH3的体积为VL(已折算为标准状况下),则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为
(列出计算式即可,不用简化)。
9、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:
。________
10、某兴趣小组探究溶液的 pH 对 KI 与 O2 反应的影响,实验如下。
装置 | 烧杯中的液体 | 现象 |
① 2 mL 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉 | 5 分钟后无明显变化 | |
② 2 mL 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉+2 mL 0.2 mol/L HCl 溶液 | 5 分钟后溶液变蓝 | |
③ 2 mL 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉+2 mL 0.2 mol/L KCl 溶液 | 5 分钟后无明显变化 | |
④ 2 mL pH=8.5 混有 KOH 的 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉 | 5 小时后溶液才略变蓝 | |
⑤ 2 mL pH=10混有KOH的1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉 | 5 小时后无明显变化 |
(1)实验①中无现象,可能的原因是:i.KI与O2不反应,ii._____。
(2)若放置5小时后,实验①中的溶液变蓝,则反应的离子方程式是_____。
(3)去掉实验③,对该探究过程_____(填“有”或“没有”)影响。
(4)对比实验②和实验④,可以得出的结论是_____。
(5)对于实验⑤的现象,甲同学提出猜想“pH=10时O2不能氧化 I-”,设计了下列装置进行实验⑥,验证猜想。
i.烧杯a 中的溶液为_____。
ii. 实验结果是b 中溶液变蓝,此猜想不成立。通入O2后,a中的电极反应式是_____。
iii.实验⑥的结果说明实验⑤中“无明显现象的原因”是_____。
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、磁性氧化铁具有磁性强的特点,在电讯器材、汽车制动、焊接、污水处理等领域具有广泛的应用;磷酸铵是一种重要的复合肥料,某工厂用磷矿渣(含FeP和等杂质)制备磁性氧化铁、磷酸铵,其工艺流程如图。
①常温下氢氧化物形成沉淀时的pH:
| Fe3+ | Cu2+ | Al3+ |
开始沉淀 | 2.7 | 4.8 | 4.0 |
完全沉淀 | 3.2 | 6.4 | 5.2 |
②FePO4形成沉淀时的pH范围是4~6;
③25℃磷酸铵的溶解度(g)为26.5、硫酸铵为76.4、氯化铵为37.2。
(1)氧化前需要将矿渣进行粉碎,其目的是_______,最合适的X是_______ (填“盐酸”或“硫酸”)。
(2)写出氧化时反应的离子方程式:_______,pH1的调控范围是_______,常温下 的数量级是_______。
(3)焙烧是在隔绝空气条件下进行的,其对应的化学方程式为_______。
(4)滤渣2的成分是_______,系列操作是_______、洗涤、干燥。
13、重铬酸钠(Na2Cr2O7)是重要的鞣革剂和电镀的钝化剂。它可由铬铁矿(主要成分FeO·Cr2O3,混有SiO2、Al2O3等杂质)经过下列流程制取:
已知:2CrO42−(黄色)+2H+Cr2O72−(橙色)+H2O。
回答下列问题:
(1)Na2Cr2O7中Cr的化合价为_______。
(2)写出FeO·Cr2O3熔融时的化学方程式_______。
(3)写出气体X的电子式_______。过滤2中滤渣的化学式_______。
(4)调节pH=5时可将CrO42−转化为Cr2O72−,但溶液的pH值不宜过小的原因可能是_______。
(5)产品纯度测定:取0.40gNa2Cr2O7样品溶于水配成100mL溶液,取20.00mL所配溶液,向其中滴加几滴稀硫酸,然后用0.1mol/LFeSO4溶液滴定到终点时消耗18mLFeSO4溶液。
①写出Na2Cr2O7在酸性条件下与FeSO4反应的离子方程式_______。
②Na2Cr2O7样品的纯度为_______%。