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、某储氢合金(M)的储氢机理简述如下:合金吸附H2→氢气解离成氢原子→形成含氢固溶体MHx(相)→形成氢化物MHy(
相)。已知:
(
相)与MHy(
相)之间可建立平衡:
请回答下列问题:
(1)上述平衡中化学计量数k=________(用含x、y的代数式表示)。
(2)t℃时,向体积恒定的密闭容器中加入一定量的储氢合金(M),随充入H2量的改变,固相中氢原子与金属原子个数比(H/M)与容器中H2的平衡压强p的变化关系如图所示。
①在________温________压强下有利于该储氢合金(M)储存H2(填“低”或“高”)。
②若6g该储氢合金(M)在10 s内吸收的H2体积为24 mL,吸氢平均速率v=________mL/(g∙s)。
③关于该储氢过程的说法错误的是________。
a.OA段:其他条件不变时,适当升温能提升形成相的速率
b.AB段:由于H2的平衡压强p未改变,故AB段过程中无H2充入
c.BC段:提升H2压力能大幅提高相中氢原子物质的量
(3)实验表明,H2中常含有O2、CO2、、H2O等杂质,必须经过净化处理才能被合金储存,原因是___________。
(4)有资料显示,储氢合金表面氢化物的形成会阻碍储氢合金吸附新的氢气分子,若把储氢合金制成纳米颗粒,单位时间内储氢效率会大幅度提高,可能的原因是________________。
(5)某镁系储氢合金的晶体结构如图所示:
该储氢合金的化学式为________。若储氢后每个Mg原子都能结合2个氢原子,则该储氢合金的储氢容量为________mL/g(储氢容量用每克合金结合标准状况下的氢气体积来表示,结果保留到整数)。
3、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)
4、回答下列问题
(1)工业上用电解熔融MgCl2制备金属镁,而不用MgO,请结合微观视角解释原因___________。
(2)比较下列锗(Ge) 卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因___________。
| GeCl4 | GeBr4 | GeI4 |
熔点/°C | −49.5 | 26 | 146 |
沸点/°C | 83.1 | 186 | 约400 |
5、非金属元素在化学中具有重要地位,请回答下列问题:
(1)氧元素的第一电离能比同周期的相邻元素要小,理由________。
(2)元素X与硒(Se)同周期,且该周期中X元素原子核外未成对电子数最多,则X为_____(填元素符号),其基态原子的电子排布式为_______。
(3)臭齅排放的臭气主要成分为3-MBT-甲基2丁烯硫醇,结构简式为()1mol 3-MBT中含有
键数目为_______NA(NA为阿伏伽德罗常数的值)。该物质沸点低于(CH3)2C=CHCH2OH,主要原因是_______。
(4)PCl5是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子;熔体中P-Cl的键长只有198pm和206pm两种,试用电离方程式解释PCl5熔体能导电的原因_________,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为__________,该晶体的晶胞如图所示,立方体的晶胞边长为a pm,NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g/cm 3
6、钡盐生产过程中排出大量钡泥[主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等],某工厂本着资源利用和降低生产成本的目的。在生产BaCO3同时,充分利用钡泥来制取Ba(NO3)2晶体及其它副产品,其部分工艺流程如下:
已知: ①Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时溶液的pH分别为3.2和9.7
②Ba(NO3)2在热水中的溶解度大,在冷水中的溶解度小
③Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 Ksp(BaCO3)=5.1×10-9
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量饱和的Na2CO3溶液中充分搅拌、过滤、洗涤。用离子方程式说明该提纯的原理 。
(2)上述流程中Ba(FeO2)2与HNO3溶液反应生成两种盐,反应的化学方程式为 。
(3)结合本厂生产实际,X试剂应选下列中的 。
A.BaCl2 B.BaCO3 C.Ba(NO3)2 D.Ba(OH)2
(4)废渣2为 。
(5)操作III为 。
(6)过滤III后的母液应循环到容器 中(选填a、b、c) 。
(7)称取w克的晶体样品溶于蒸馏水中加入足量的稀硫酸,反应后经一系列操作称重所得沉淀质量为m克,则该晶体的纯度可表示为______________。
7、NaNO2是一种白色易溶于水的固体,俗称工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛,完成下列填空:
(1)钠元素核外有____种能量不同的电子;氮元素原子最外层电子的轨道排布式为____。
(2)NaNO2晶体类型是____;组成NaNO2的三种元素,其对应的简单离子半径由小到大的顺序为___。
8、(6分)如何除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质)。写出最佳的离子方程式。
(1)NaHCO3溶液(Na2CO3):________________________。
(2)FeCl2溶液(FeCl3):___________________________。
(3)单质Mg粉(Al):______________________________。
9、甲、乙、丙是常见的三种物质,它们之间有如图所示的转化关系,根据要求回答问题:
(1)若甲为碳,则产物乙、丙可合成甲醇。
①已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ•mol-1
CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g) △H=+77.0kJ•mol-1
写出气体乙与气体丙反应生成CH3OH(g)的热化学方程式______________________;
②乙和丙合成甲醇的反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如右表,则T1_____T2(填“>”、“<”或“=”);
③乙可做某些碱性燃料电池的燃料,该电池的负极反应式为______________________;
(2)在25℃下,将0.20mol/L的氨水与0.20mol/L的硝酸溶液等体积混合,反应后的溶液pH=5,则该温度下氨水的电离平衡常数K=_____________;
(3)已知:R(s)+2NO(g)N2(g)+RO2(g)。T℃时,某研究小组向一恒温真空容器中充入NO和足量的R单质,恒温条件下测得不同时间各物质的浓度如下表。
时间/min浓度(mol/L) | NO | N2 | RO2 |
0 | 1.00 | 0 | 0 |
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
20 | 0.40 | 0•30 | 0.30 |
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
35 | 0.32 | 0.34 | 0.15 |
①0~10min以V(NO)表示的平均反应速率为_____________;
②根据表中数据,计算T℃时该反应的平衡常数为___________;
③30~35min改变的实验条件是__________。
10、氮化镁(Mg3N2)可用于核废料的回收,常温下为浅黄色粉末,易水解。某兴趣小组拟在实验室里通过氮气和镁粉反应制取少量氮化镁(Mg3N2),制备装置示意图如下。
(1)工业上通常通过______________________获取氮气。
(2)装置A中橡胶管a的作用是______________________。
(3)NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的离子方程式______________________。
(4)装置B的作用为______________________。
(5)检验Mg3N2水解生成气体为NH3的方法为:取适量样品放入试管中,滴加蒸馏水,加热试管,_________________________________(填操作与现象)。
(6)为测定产物中Mg3N2纯度,该小组称取4.0g样品加入足量10%NaOH溶液并加热,生成的气体全部用100.00mL 0.500mol·L-1的硫酸溶液吸收。将所得溶液稀释到250.00mL,取25.00mL该溶液,用0.2000mol·L-1NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸。重复实验平均消耗NaOH溶液25.25mL。样品中Mg3N2的质量分数为___________(保留一位小数)。滴定过程中若有NaOH溶液溅出,测定结果将___________(填“偏高”或“偏低”)
11、用沉淀法测定 KHCO3和 Na2CO3 固体混合物的组成,每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的 Ba(OH)2 溶液,每次实验均充分反应,反应前后溶液体积变化忽略不计,实验记录见下表:
实验序号 | I | II | III | IV | Ⅴ |
样品质量(g) | 3.06 | 6.12 | 9.18 | 12.24 | 15.30 |
Ba(OH)2溶液体积(mL) | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
生成沉淀的质量(g) | 5.91 | 11.82 | 17.73 | 23.64 | 23.64 |
回答下列问题:
(1)样品中KHCO3 和Na2CO3 的物质的量之比_______。
(2)室温下第III组实验所得溶液中的 OH-物质的量浓度为_________。
12、高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体,在低温碱性条件下比较稳定,微溶于KOH浓溶液。工业上湿法制备K2 FeO4的流程如图:
(1)强碱性介质中,NaClO可氧化Fe(NO3)3生成高铁酸钠,写出该反应的离子方程式:_______。
(2)请比较工业上湿法制备K2FeO4的条件下Na2FeO4和K2FeO4的溶解度大小: Na2FeO4_______(填“>”或 “<”或 “=”)K2FeO4
(3)将Na2 FeO4粗品[含有Fe(OH)3、NaCl等杂质]转化为K2FeO4的实验方案为:
a,在不断揽排下,将Na2FeO4粗品溶于冷的3mol·L-1 KOH溶液中,快速过滤除去Fe(OH)3等难溶的物质。
b.将滤液置于_______中,向滤液中加入_______,过滤。
c.对产品进行洗涤时使用乙醇,其目的是_______(答两点)。
(4)测定高铁酸钾样品的纯度:
①称取0.5000 g高铁酸钾样品。完全溶解于KOH浓溶液中,再加入足量亚铬酸钾{K[Cr(OH)4]}反应后配成100.00mL溶液。
②取上述溶液20. 00 mL于锥形瓶中,加入稀硫酸调至pH=2,用0.1000mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]滴定,消耗标准硫酸亚铁铵溶液12. 00 mL。
已知测定过程中发生如下反应:Cr(OH)+FeO
=Fe(OH)3+CrO
+OH-,2CrO
+2H+=Cr2O
+H2O,Cr2O
+6Fe2+ +14H+=2Cr3+ +6Fe3+ +7H2O。计算样品中K2FeO4的质量分数:_______。
(5)高铁酸盐具有强氧化性,溶液pH越小氧化性越强,可用于除去废水中的氨、重金属等。K2FeO4的浓度与pH关系如图1所示;用K2FeO4除去某氨氨(NH3-N)废水,氨氨去除率与pH关系如图2所示;用K2FeO4处理Zn2+浓度为0. 12 mg·L-1的含锌废水{Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17},锌残留量与pH关系如图3所示。{已知: K2FeO4与H2O反应生成Fe(OH)3的过程中,可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀}
①图2中,pH越大氨氮的去除率越大,其原因可能是_______。
②图3中,pH=10时锌的去除率比pH=5时大得多,其原因是_______。 (从锌元素的存在形态角度说明)
13、某科研小组采用电解锰粉(主要成分为Mn和少量含Fe、Ni、Pb、P、Si等元素的单质或其化合物)为原料制备高纯氯化锰。
已知:①Mn是一种比Fe活泼的金属。
②H2S气体具有较强的还原性,如:H2S+H2O2=S↓+2H2O。
③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)
| Fe3+ | Fe2+ | Mn2+ | Ni2+ | Pb2+ |
开始沉淀的pH | 1.1 | 5.8 | 8.6 | 6.7 | 8.0 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 8.8 | 10.1 | 9.2 | 8.8 |
(1)酸溶时盐酸要缓慢滴加的原因是___。
(2)加入MnCO3固体时发生反应的离子方程式为___。MnCO3固体也可用下列物质代替___。(填写编号)
A.MnO B.MnSO4 C.Mn(OH)2 D.MnCl2
(3)通入H2S气体可使Pb2+、Ni2+生成硫化物沉淀,如:H2S(aq)+Pb2+(aq)PbS(s)+2H+(aq),该反应的平衡常数K=___[用Ka1(H2S)、Ka2(H2S)及Ksp(PbS)表示]。
(4)煮沸的目的是___。
(5)已知MnCl2·4H2O在106℃时失去一分子结晶水,198℃失去全部结晶水。请补充完整由煮沸后的滤液获得高纯(>99.99%)MnCl2·4H2O晶体(MnCl2的溶解度曲线如图所示)的实验方案:将煮沸后的滤液冷却至室温,___(实验中须使用的试剂是:30%H2O2)。