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、选修一物质结构与性质过渡金属元素及其化合物的应用广泛,是科学家们进行前沿研究的方向之一。
(1)测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁,再采用邻啡罗啉做显色剂,用比色法测定,若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下:4FeCl3+2NH2OH•HCl═4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O
①基态Fe原子中,电子占有的最高能层符号为____________,核外未成对电子数为____________ ,Fe3+在基态时,外围电子排布图为____________。
②羟胺中(NH2OH)采用sp3杂化的原子有____________,三种元素电负性由大到小的顺序为____________;与ClO4-互为等电子体的分子的化学式为____________。
(2)过渡金属原子可以与CO分子形成配合物,配合物价电子总数符合18电子规则.如Cr可以与CO形成Cr(CO)6分子:价电子总数(18)=Cr的价电子数(6)+CO提供电子数(2×6)。
Fe、Ni两种原子都能与CO形成配合物,其化学式分别为____________、____________。
(3)Pt2+的常见配合物Pt(NH3)2Cl2存在两种不同的结构:一种为淡黄色(Q),不具有抗癌作用,在水中的溶解度较小;另一种为黄绿色(P),具有抗癌作用,在水中的溶解度较大。
①Q是____________分子(选填“极性”或“非极性”)。
②P分子的结构简式为____________。
(4)NiXO晶体晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x值为0.88,晶胞边长为a pm.晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为____________ pm。若晶体中的Ni分别为Ni2+、Ni3+,此晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比为____________。
3、石油产品中含有H2S及COS、CH3SH等多种有机硫,石油化工催生出多种脱硫技术。请回答下列问题:
(1)COS的电子式是_______________。
(2)已知热化学方程式:①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H=-362 kJ·mol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol-1
则H2S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为__________________。
(3)可以用K2CO3溶液吸收H2S,其原理为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3,该反应的平衡常数为________。(已知H2CO3 的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11;H2S的Ka1=5.6×10-8,Ka2=1.2×10-15)
(4)在强酸溶液中用H2O2 可将COS氧化为硫酸,这一原理可用于COS 的脱硫。该反应反应的化学方程式为_________________。
(5)COS的水解反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H<0。某温度时,用活性α-Al2O3作催化剂,在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[n(H2O)/n(COS)]的转化关系如图1所示。其它条件相同时,改变反应温度,测得一定时间内COS的水解转化率如图2所示:
①该反应的最佳条件为:投料比[n(H2O)/n(COS)]____,温度_____________
②P点对应的平衡常数为_____________ 。(保留小数点后2 位)
③当温度升高到一定值后,发现一定时间内COS(g)的水解转化率降低;猜测可能的原因是__________________。
4、C、N、S对应的化合物,是重要的化学物质。试回答下列问题:
(1)已知:氢气的燃烧热为286.0kJ/mol,氨气的燃烧热为382.5 kJ/mol ,则合成氨反应的热化学方程式
为_____________________。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为________________。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。 有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,恒温(T)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表:
时间(min) 浓度(mol•L-1) | NO | N2 | CO2 |
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 |
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
①10min~20min以v(CO2)表示的反应速率为_________________。
②根据表中数据,计算T℃时该反应的平衡常数为Kp=___________,(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,保留两位小数)
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率_________(填“增大”“不变”或“减小”)。
④该反应达到平衡时下列说法正确的是______填序号字母)。
a.容器内压强保持不变 b.2v(NO)=v(N2)
c.容器内CO2的体积分数不变 d.混合气体的密度保持不变
⑤30min时改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是______。请在图中画出30~40min的变化曲线______。
5、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表的第______族,其基态原子中未成对电子个数为________。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为_________________________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____________________________。
(3)尿素[CO(NH2)2]分子中,碳原子为_______杂化,分子中σ键与π键的数目之比为_________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需知道的数据是 ________________________________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________________。
(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为____________。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
6、氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,硫碘循环制氢主要的热化学方程式为:
Ⅰ.SO2(g)+2H2O(l)+I2(g)=H2SO4 (l)+2HI(g) △H=35.9 kJ/mol
Ⅱ.2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=470kJ/mol
Ⅲ.2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H=14.9kJ/mol
(1)反应2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)的△H= mol·L-1。
(2)反应Ⅰ在液相中发生称为bensun反应,向水中加入1mol SO2和3mol I2,在不同温度下恰好完全反应生成的n(SO42-)和n(Ix-)的变化见图甲。
①Ix-中x= 。②温度达到120℃时,该反应不发生的原因是 。
(3)反应Ⅲ是在图乙中进行,其中的高分子膜只允许产物通过,高分子膜能使反应程度 ___ (填“增大”、“减小”或“不变”),在该装置中为了进一步增大达平衡时HI的分解率;不考虑温度的影响,还可以采取的措施为 。
(4)图丙是一种制备H2的方法,装置中的MEA为允许质子通过的电解质膜。
①写出阳极电极的反应式: 。
②电解产生的氢气可以用镁铝合金(Mg17Al12)来储存,合金吸氢后得到仅含一种金属的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)和一种金属单质,该反应的化学方程式为 。
7、以TiO2为催化剂,在光照条件下可将还原为HCOO-等有机物。
(1)制备TiO2:
TiCl4转化为TiO2·xH2O的化学方程式是_______。
(2)光催化还原的反应过程如下图所示。
A侧产生HCOO-的反应式为_______。
在光照和TiO2存在下,以体积相同的0.25mol·L-1Na2CO3溶液为反应物,相同时间后检测HCOO-浓度,结果如下表。
实验 | 溶液中添加的其它成分 | 通入的气体 | |
ⅰ | - | - | 73.5 |
ⅱ | - | CO2 | 92.6 |
ⅲ | - | O2 | 2.1 |
ⅳ | Na2SO3 | - | 158.1 |
(3)推测HCO也能在该条件下被还原为HCOO-,结合表中数据说明推测的依据:_______。
(4)实验iii中HCOO-浓度明显低于实验i,可能的原因是_______。
(5)研究实验iv中HCOO-浓度明显高于实验i的原因,设计并完成实验v。
实验v:光照条件下,未添加TiO2时重复实验iv,没有检测到SO。
①实验v中检测SO的操作和现象为_______。
②对比实验iv、v,分析实验iv中Na2SO3的作用:_______(答出2点)。
8、碘是生命体中的必需元素,请根据如下有关碘及其化合物的性质,回答下列问题:
(1)实验室中制取少量碘可采用如下方法:KI+CuSO4→CuI↓+K2SO4+I2。此反应生成1 mol I2时转移的电子是________mol。工业生产中,可用智利硝石(含有NaIO3)为原料,与NaHSO3溶液反应生成碘,写出此反应的离子方程式:______________________________________________。
(2)单质碘与氟气反应可制得IF5,实验表明液态IF5具有一定的导电性,研究人员发现产生这一现象的可能原因在于IF5的自偶电离(类似于:2H2OH3O++OH-),电离生成的+1价阳离子为_____,-1价阴离子为________。
(3)将单质碘与铝屑置于管式电炉中,隔绝空气加热至500℃得到棕色片状固体(AlI3),此固体溶于Na2CO3溶液可产生白色沉淀和气体。请写出AlI3和Na2CO3溶液反应的离子方程式:______________。
(4)设计以下实验方案判断加碘食盐中碘的存在形式为I-、IO或两者同时存在。请对以下试验方案进行预测和分析。首先取试样加水溶解,分成三份试样:
①第一份试样加酸酸化,如果加淀粉溶液后试样溶液变蓝,说明试样中同时存在I-和IO,该过程反应的离子方程式为___________。
②第二份试样酸化后,加入淀粉溶液无变化,再加________溶液,溶液变蓝,说明试样中存在I-。
③第三份试样酸化后,如果直接使________试纸变蓝,说明试样存在IO离子。
9、工业上常用如下的方法从海水中提碘:
完成下列填空:
(1)上述流程中有两步都涉及到氯气。写出氯元素在周期表中的位置:_________;
氯气分子中所含的化学键名称是:_________;在原子钟,其核外存在_________种运动状态不同的电子。
(2)和氯元素位于同主族的另外一个短周期元素单质的电子式是:_________,
两者气态氢化物的稳定性是:_________>_________(填写化学式)。
(3)步骤②中体现了溴具有的性质是_______________(文字简述)。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式(说明:此反应在水溶液中进行):________________;在该反应中被氧化的元素是:_________。
(5)工业上利用海水还有一个重要的反应就是电解饱和食盐水,此反应中的阴极产物是:_________和_________(写化学式)。
(6)溴蒸汽还可以用饱和碳酸钠溶液来吸收,产物为溴化钠、溴酸钠,同时放出二氧化碳,请写出该反应的化学方程式并标明电子转移方向与数目:______________________。
10、钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,钨在自然界主要以钨(VI) 酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石之一白钨矿的主要成分是CaWO4 ,含有二氧化硅、氧化铁等杂质,工业冶炼钨流程如下:
已知:
① 钨酸酸性很弱,难溶于水
② 完全沉淀离子的pH值:SiO32--为8,WO42--为5
③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨
(1)74W在周期表的位置是第________周期。
(2)CaWO4与纯碱发生的化学反应方程式是_________________。
(3)滤渣B的主要成分是(写化学式)_____________。
调节pH可选用的试剂是:__________(填写字母序号)。
A.氨水 B.氢氧化钠溶液 C.盐酸 D.碳酸钠溶液
(4)母液中加入盐酸的离子方程式为____________________。
检验沉淀C是否洗涤干净的操作是:_______________________
(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而须用氢气作还原剂的原因是:______________________________
将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙,已知温度为T时Ksp(CaWO4) =1×10-10,Ksp[Ca(OH)2]= 4×10-7,当溶液中WO42-恰好沉淀完全(离子浓度等于10-5mol/L)时,溶液中等于_________________
11、水中的酸碱平衡。一个溶液(X)含有两种一元弱酸(只有一个具有酸性的质子); HA的酸解离常数KHA= 1.74 ×10-7, HB的酸解离常数KHB= 1.34 ×10-7溶液XpH为3.75。
(1).滴定完100 mL溶液X需要100 mL 0.220 M NaOH溶液。计算溶液X中每一种酸的最初的(总量)浓度(mol·L-1) ___________。在适当的地方合理近似[Kw= 1.00 × 10-14,298K。 ]
(2).计算最初包含6.00 × 10-2 M NaA与4.00 × 10-2 M NaB的溶液Y的pH___________。
(3).向溶液X中加入许多蒸馏水得到非常(无限)稀的溶液,酸的总浓度接近于零。计算稀溶液中每一种酸的解离百分数___________。
(4).将一个缓冲溶液加到溶液Y中,保持pH为10.0. 得到溶液Z,假定体积无变化。计算物质M(OH)2在Z中的溶解度___________ (用mol·L-1)。已知阴离子A-与B-可与M2+形成络合物:
M(OH)2 ⇌ M2+ + 2OH- Ksp=3. 10 ×10-12
M2++A- ⇌ [MA]+ K1=2.1 × 103
[MA]++ A- -⇌ [MA2] K2=5.0 × 102
M2++B- ⇌ [MB]+ K=6.2 × 103
[MB]++B- ⇌ [MB2] K=3.3 × 102
12、三氧化钨(WO3)常用于制备特种合金、防火材料和防腐涂层。现利用白钨精矿(含80%CaWO4及少量Fe、Zn和Mg等的氧化物)生产WO3,设计了如下工艺流程:
已知:①浸出液中钨(W)以[WO3C2O4H2O]2-形式存在。
②钨酸(H2WO4)难溶于水。
③Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9;
Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)=1.6×10-4。
回答下列问题:
(1)“破碎”的目的是_______;“破碎”后的白钨精矿粒径约为50μm,往其中加入浸取液后形成的分散系属于_______。
(2)操作I的名称为_______。
(3)浸出液中含量最大的阳离子是_______;[WO3C2O4H2O]2-中W元素的化合价为_______。
(4)“加热”时发生反应的离子方程式为_______;“煅烧”时发生反应的化学方程式为_______。
(5)本工艺中能循环使用的物质是_______。
(6)通过计算说明“浸取”过程形成CaSO4而不能形成CaC2O4的原因:_______。
13、以废锌电池预处理物(主要成分为ZnO,另含少量、CuO、
、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(
)、生产流程如下图所示。
已知:ZnS和CuS的分别为
、
。
回答下列问题:
(1)“酸浸”后所得“滤渣A”的主要成分为_______。
(2)“除锰”时,反应的离子方程式为_______。
(3)“除铁”时,加入ZnO的目的是_______。
(4)“除铜”后要求溶液中,若溶液中
浓度为
,试计算说明溶液能否达到要求:_______(要求写出计算过程)。
(5)“沉淀”后,需经过滤、洗涤、干燥系列操作分离出草酸锌晶体,检验沉淀是否洗净的操作为_______。
(6)在通风橱中,将草酸锌晶体置于陶瓷仪器_______(填仪器名称)中加热分解可制得ZnO。已知一种ZnO晶体晶胞结构如下图所示,晶体密度为,NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体中与
等距离且最近的
共有_______个,相邻两个
之间的距离为_______nm。