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、硫酸铅可用于铅蓄电池、纤维增重剂、涂料分析试剂.工业上通常用自然界分布最广的方铅矿(主要成分为PbS)生产硫酸铅。工艺流程如下:
已知:①Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5.
②PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H>0
③Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的pH值分别为1.9和7.
(I)流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是 _____________________,反应过程中可观察到淡黄色沉淀,则步骤(1)对应的主要反应的离子方程式为 ____________________________;
(II)步骤(2)所得的滤液A 蒸发浓缩后再用冰水浴的目的是___________(请用平衡移动原理解释)
(III)上述流程中可循环利用的物质有___________;
(Ⅵ)步骤(4)中反应的离子方程式为_____________________.对滤液C中氯离子的测定可中和后采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl−,利用Ag+与CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。选用K2CrO4溶液的最好浓度等于 _____________mol·L−1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)。
(Ⅴ)PbO2与MnO2性质相似,请写出PbO2与浓盐酸加热条件下反应的离子方程式______________________
3、硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。回答下列问题:
Ⅰ、工业生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)-炭粉还原法,其流程示意图如下:
(1)上述流程中“碱浸”后,物质A必须经过___________(填写操作名称)处理后,方可“煅烧”;若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2,写出煅烧时发生的总的化学反应方程式为___________。
(2)上述流程中采用稀碱液比用热水更好,理由是___________。
Ⅱ、工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。
(3)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是___________。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的。若气雾上升过高,可采取的措施是___________。
(4)回流时间不宜过长,原因是___________。回流结束后,需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴,正确的顺序为___________(填标号)。
a.①②③ b.③①② c.②①③ d.①③②
(5)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是___________。过滤除去的杂质为___________。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是___________。
Ⅲ、应用
(6)皮革工业废水中的汞常用硫化钠除去,汞的去除率与溶液的pH和x(x代表硫化钠的实际用量与理论用量的比值)有关(如图所示)。为使除汞效果最佳,应控制的条件是___________、___________。
(7)某毛纺厂废水中含0.001mol·L-1的硫化钠,与纸张漂白后的废水(含0.002mol·L-1NaClO)按1∶2的体积比混合,能同时较好处理两种废水,处理后的废水中所含的主要阴离子有___________。
4、硼是一种奇特的元素,它来自超新星爆发和宇宙射线的散列辐射。
(1)写出BF3电子式___________,B与F形成共价键时,共用电子对偏向_____原子,判断依据是_________________。
(2)硼酸(H3BO3)在水中电离出阴离子[B(OH)4]-,请写出硼酸的电离方程式___________。
5、[化学——选修3:物质结构与性质]氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢,在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的晶胞结构如右下图所示。
(1)基态Ti原子的价电子轨道表示式为 。
(2)NaH的熔点为800℃,不溶于有机溶剂。NaH属于 晶体,其电子式为 。
(3)AlCl3在178℃时升华,其蒸气的相对分子质量约为267,蒸气分子的结构式为 (标明配位键)。
(4)AlH4-中,Al的轨道杂化方式为 ;例举与AlH4-空间构型相同的两种离子 (填化学式)。
(5)NaAlH4晶体中,与Na+紧邻且等距的AlH4-有 个;NaAlH4晶体的密度为 g·cm-3(用含a的代数式表示)。若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体为 (填化学式)。
(6)NaAlH4的释氢机理为:每3个AlH4-中,有2个分别释放出3个H原子和1个Al原子,同时与该Al原子最近邻的Na原子转移到被释放的Al原子留下的空位,形成新的结构。这种结构变化由表面层扩展到整个晶体,从而释放出氢气。该释氢过程可用化学方程式表示为 。
6、近期,李兰娟院士通过体外细胞实验发现抗病毒药物阿比多尔(H)能有效抑制冠状病毒,同时能显著抑制病毒对细胞的病变效应。合成阿比多尔的一条路线为:
已知: 。
回答下列问题:
(1)阿比多尔分子中的含氧官能团为__________、____________,D的结构简式为______________。
(2)反应②的化学方程式为_______________;反应③的作用是_______________;反应⑤的类型为________________。
(3)A的同分异构体中,能发生银镜反应且能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的有______种(不考虑立体异构)。
(4)以下为中间体D的另一条合成路线:
其中X、Y、Z的结构简式分别为_________、__________、_________。
7、下表是元素周期表前三周期,针对表中的①~⑧元素,回答下列问题:
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| ⑤ | ⑥ |
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① | ② |
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| ③ | ④ |
| ⑦ |
| ⑧ | ||
(1)元素④在周期表中的位置是________。
(2)在这些元素原子中,得电子能力最强的是______(填元素符号)。
(3)单质化学性质最不活泼的元素是______(填元素符号),元素②原子结构示意图为______。
(4)元素⑥、⑦形成的氢化物中,沸点高的是______(填化学式)。
(5)元素①的最高价氧化物对应的水化物所含化学键的类型是_______。
(6)元素⑤最简单的氢化物和最高价氧化物对应的水化物相互反应的产物是_______。
(7)写出元素③的单质与稀盐酸反应的离子方程式_______。
8、工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:
已知:H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为:____________。
Ⅱ.脱碳:
(1)向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
①该反应自发进行的条件是_____________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。(填字母)
a.混合气体的平均式量保持不变 b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变
e.1molCO2生成的同时有3mol H—H键断裂
③CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6 CO2浓度随时间的变化。_____________
⑵改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH﹤0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
| 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
反应Ⅰ:恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min |
| 4.5 |
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20min | 1 |
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30min |
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| 1 |
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反应Ⅱ:绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(I)______ K(II)(填“﹥”“﹤”或“=”下同);平衡时CH3OH的浓度c(I)____ c(II)。
②对反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=_______ 。在其他条件不变的情况下,若30min时只改变温度T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,则T1___T2(填“>”、“<”或“=”)。若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡_____移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
⑶利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸,反应原理为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,
装置如图所示:
①电极2的电极反应式是____________;
②在标准状况下,当电极2室有11.2L CO2反应。 理论上电极1室液体质量_____(填“增加”或“减少”______g。
9、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=________。
10、CCl3CHO是一种药物合成的中间体,可通过CH3CH2OH + 4Cl2 → CCl3CHO+5HCl进行制备。制备时可能发生的副反应为C2H5OH + HCl→C2H5Cl + H2O、CCl3CHO+HClO—CCl3COOH+HCl。合成该有机物的实验装置示意图(加热装 置未画出)和有关数据如下:
(1)A中恒压漏斗的作用是______;A装置中发生反应的化学方程式为_____。
(2)装置B的作用是____;装置F在吸收气体时,为什么可以防止液体发生倒吸现象______。
(3)装置E中的温度计要控制在70℃,三口烧瓶采用的最佳加热方式是______。如果要在球形冷凝管中注入冷水增加冷凝效果,冷水应该从_____(填“a”或“b”)口通入。实验使用球形冷凝管而不使用直形冷凝管的目的是________。
(4)实验中装置C中的试剂是饱和食盐水,装置中D的试剂是浓H2SO4。如果不使用D装置,产品中会存在较多的杂质_______(填化学式)。除去这些杂质最合适实验方法是______。
(5)利用碘量法可测定产品的纯度,反应原理如下:
CCl3CHO+NaOH→CHC13+HCOONa
HCOONa+I2=HI+NaI+CO2
I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O8
称取该实验制备的产品5.00 g,配成100.00 mL溶液,取其中10.00 mL,调节溶液 为合适的pH后,加入30.00 mL 0.100 mol • L-1的碘标准液,用0 100 mol • L-1的 Na2S2O3溶液滴定,重复上述3次操作,消耗Na2S2O3溶液平均体积为20.00 mL,则该次实验所得产品纯度为_________。
11、某同学设计实验确定CaC2O4•xH2O的结晶水数目。称取样品9.84g,经热分解测得气体产物中有CO、CO2、H2O,其中H2O的质量为2.16g;残留的固体产物是CaO和CaCO3的混合物,质量为5.34g。计算:
(1)x=____(写出计算过程)。
(2)n(CO)=____mol。
12、金属钨具有高熔点、低蒸气压、导热性好等特点,是等离子体材料的最佳候选材料。一种以黑钨矿(也叫钨锰铁矿,主要成分是FeWO4和MnWO4)为原料生产金属钨及含钨产品的工业流程如下图所示:
已知:“水浸”后滤液中的阴离子主要是、
、
、
和
。
(1)“焙烧”前需要将黑钨矿进行粉碎,其目的是___________;已知“滤渣1”主要是Mn3O4和Fe2O3,写出MnWO4发生反应的化学方程式:___________。
(2)写出“氧化”时发生反应的离子方程式:_______。
(3)“滤渣2”主要是___________(填化学式)。
(4)“操作X”是___________,产品 1是___________。
(5)已知钨酸钙(CaWO4)微溶于水,钨酸难溶于水,请结合平衡移动原理解释利用盐酸进行“酸解”的原因:___________。
(6)在实验室利用碘量法测定产品2中WCl6 [(易溶于CS2)的纯度,实验如下:
①将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中,盖紧称量为ag;开盖并计时1min,盖紧称量为bg;再开盖加入待测样品并计时1min,盖紧称量为cg,则样品的质量为___________g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②先将上面称量好的样品中的WCl6转化为可溶的Na2WO4通过离子交换柱发生反应:
+Ba(IO3)2=BaWO4+2
;交换结束后,向所得含
的溶液中加入足量酸化的KI溶液,反应完全后用x mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2
=2I-+
。滴定终点时平均消耗Na2S2O3标准溶液的体积为VmL,则样品中WCl6的质量分数为___________,(列出计算式,无需化简)
13、回收磷酸铁锂电池的正极材料,工艺流程如下:
已知:该温度时Co(OH)2、Mn(OH)2的Ksp分别为2.0 ×10-15、1.9×10-13。
回答下列问题:
(1)磷酸铁锂电池在剥离前要充分放电,通过Li+移动把FePO4转化为LiFePO4该电极反应式为_______。
(2)磷酸铁锂电池的正极材料“浸出”前需要粉碎,目的是_______。
(3)“滤渣”中含有FePO4和C,为了得到纯净的FePO4,简单除碳方法为_______。
(4)“净化”时为除尽微量的Mn2+、Co2+,确保浓度控制为等于或小于1 ×10-5mol·L-1,加入NaOH溶液调pH至_______(填“酸性”或“碱性”)较好。
(5)粗Li2CO3固体表面上黏有Na2CO3溶液和_______溶液,工业上用热水而不用冷水清洗固体,原因有_______、_______、后期易干燥且Li2CO3产率高。
(6)“浸出”过程中发生的化学方程式为_______。