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、[化学—选修2:化学生活与技术]
分析下列水处理方法,完成下列问题:
(1)处理含Cr2O72-工业废水的工艺:
①工艺一:含Cr2O72-的工业废水Cr3+、SO42-
。
为了进一步除去上述流程中生成的Cr3+,请你设计一个处理方案:________________。
②工艺二:向废水中加入过量的FeSO4溶液,经过一系列反应后,FeSO4溶液和Cr2O72-可形成铁氧体沉淀,从而除去铬元素。若使含1mol Cr2O72-的废水中的Cr2O72-完全转化为一种化学式为Cr0.5Fe2.5O4的铁氧体(其中的铬元素为+3价),理论上需要绿矾(FeSO4·7H2O)的质量不少于
g,上述得到的铁氧体中,Fe3+和Fe2+的个数之比 。
(2)如下是处理含氰(主要以CN—形式存在)废水工艺流程的一部分:
含氰废水。发生上述转化后CN—中碳元素转化为+4价,氮元素转化为0价,氯元素转化为-1价,若废水中CN—的浓度为300mg/L,含氰废水的流量为0.8m3/h,为保证安全,实际投放的ClO2为理论值得1.3倍,则为了完成上述过程每小时实际应该投入的ClO2的质量为__________kg(结果保留两位有效数字)。
(3)监测水中氯化物含量可采用硝酸汞滴定法,酸化的水样用硝酸汞滴定时可生成难电离的氯化汞,滴定到终点时过量的汞离子可与指示剂作用使溶液显示紫色。饮用水中的其他物质在通常浓度下对滴定不产生干扰,但水的色质、高价铁、六价铬、硫化物(如S2-)对实验有干扰。
①滴定前常用氢氧化铝悬浊液处理水样,其目的是__________________。
②若水中含有Cr2O72—,常在滴定前向水样中加入一定量的对苯二酚,其目的是______。
3、【化学—选修5:有机化学基础】我国成功研制出丁苯酞,标志着我国在脑血管疾病治疗药物研究领域达到了国际先进水平。合成丁苯酞(J)的一种路线如下
已知:①
②E的核磁共振氢谱只有一组峰;
③J是一种酯,分子中除苯环外还含有一个五元环。
回答下列问题:
(1)对E的系统命名
(2)由B生成C反应类型为
(3)C中官能团名称为 ,C分子中最多有 个原子共平面。(已知甲醛中所有原子共面)
(4)由H生成J的化学方程式为 (写明反应条件)。
(5)与CO2反应生成X,X的同分异构体中:
①能发生水解反应;②能发生银镜反应;③能与氯化铁溶液发生显色反应。
满足上述条件X的同分异构体共有 种(不考虑超出中学范围的顺反异构和手性异构),写出核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的同分异构体的结构简式 。
(6)参考题中信息和所学知识,写出由甲醛和化合物A合成2一苯基乙醇()的路线流程图(其它试剂任选)。合成路线流程图表达方法例如下:
4、碱式碳酸镁不溶于水,用途广泛,主要用作橡胶制品的填充剂,能增强橡胶的耐磨性和强度。也可用作油漆和涂料的添加剂,也可用于牙膏、医药和化妆品等工业。以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11,表示Mg(OH)2沉淀溶解平衡的方程式为 ,Mg(OH)2达到沉淀达到沉淀溶解平衡时溶液的pH (已知:lg36≈1.5)。
(2)已知:常温下Ka1(H2CO3)=4.4×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,则NH4HCO3溶液显 性,c(NH) c(HCO)(选填“大于”、“小于”、“等于”),该溶液物料守恒表达式为 。
(3)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为____________。
(4)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁晶体4.84 g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L,则碱式碳酸镁的化学式为 ,写出氯化镁、氨、碳酸氢铵热水解生成碱式碳酸镁的离子方程式 。
5、氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
6、[化学—选修3:物质结构与性质] 化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用。
(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7,其中1/3的Cu以罕见的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置为____ ,基态Cu3+的核外电子排布式为_ _______。
(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明,若构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性。下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为____(填选项字母)。
A.V2O5 | B.CrO2 | C.PbO | D.ZnO |
(3)屠呦呦因在抗疟药——青蒿素研究中的杰出贡献,成为首获科学类诺贝尔奖的中国人。青蒿素的结构简式如图l所示,其组成元素的电负性由大到小的顺序为 ;碳原子的杂化方式有____ 。
(4)“可燃冰”因储量大、污染小被视为未来石油的替代能源,由甲烷和水形成的“可燃冰”结构如图2所示。
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力为 。
②H2O的VSEPR模型为 ,比较键角的大小:H2O CH4(填“>”“<”或“=”),原因为 。
(5)锂离子电池在便携式电子设备以及电动汽车、卫星等领域显示出广阔的应用前景,该电池负极材料为石墨,石墨为层状结构(如图3),其晶胞结构如图4所示,该晶胞中有 个碳原子。已知石墨的层间距为apm,C-C键长为b pm,阿伏伽德罗常数的值为NA,则石墨晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
7、锑白(Sb2O3)在工业中有着广泛的作用。用辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有少量SiO2)制备锑白的两种工艺如下:
I.火法制取锑白,是将辉锑矿装入氧化炉的坩埚中,高温使其熔化后通入空气,充分反应后,经冷却生成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式:________________________________________。
Ⅱ. 湿法制取锑白的工艺流程如图:
已知:
①Sb3+与Fe2+的氧化性强弱相当
②常温下:
化合物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Sb(OH)3 |
Ksp近似值 | 8×10-16 | 4×10-26 | 4×10-42 |
③Sb2O3为白色粉末,不溶于水,溶于酸和强碱。
④水解时保持溶液的c(H+)=0.1~0.3mol/L
(1)浸出是将辉锑矿溶于FeCl3溶液,请写出其中发生的氧化还原反应离子方程式_____________________________________________。滤渣的成分为______________________。
(2)采用铁粉作为还原剂进行还原,其目的是除去溶液中的离子___________(填离子符号),还原反应结束后,可用______________溶液来检验还原是否彻底。
(3)SbCl2是无色晶体,100升华,分子中所有原子都达到8e-稳定结构,请写出SbCl2的电子式____________________。
水解是利用SbCl2的水解反应制取Sb2O3(SbCl2的水解分为多步),其反应可以简单表示为:
SbCl3+3H2OSb(OH)2+3HCl,2Sb(OH)2=Sb2O3+3H2O
为了促进水解趋于完全,可采取的措施(填两点):_____________________
(4)简述检验沉淀是否洗净的实验方法:__________________________________________。
(5)若不加铁还原,则最终所得锑白的产率将_____________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
8、1797年,法国化学家Vauquelin发现了一种新元素。由于包含这种元素的矿物呈现出多种颜色,因此称之为Chromium,元素符号为Cr。一些含Cr元素的物质或微粒的性质如表。
物质 | Cr(OH)3 | H2CrO4 | H2Cr2O7 |
| ||||
性质 | 灰蓝色固体,难溶于水两性氢氧化物 | 红色固体,水溶液为黄色中强酸 | 无纯净物,只存在于水溶液中,强酸 |
| ||||
微粒 | Cr3+ | Cr(OH) |
|
| ||||
颜色 | 蓝紫色 | 绿色 | 黄色 | 橙红色 | ||||
(1)取少量Cr(OH)3于试管中,逐滴加入稀硫酸,直至过量,可观察到的现象为___________。
(2)请结合平衡移动原理,解释(1)中现象___________。
(3)将Cr(OH)3加热可得到Cr2O3固体,将稍过量的Cr2O3固体与Na2CO3固体混合均匀,在空气中高温煅烧,可得到黄色的Na2CrO4固体,请写出该反应的化学方程式___________。
(4)Na2CrO4部分水合物溶解度如图1。
将(3)中所得固体溶解于水中,过滤,得到Na2CrO4溶液。从该溶液中获得Na2CrO4•6H2O的方法为___________。
(5)向0.1mol/LNa2CrO4溶液滴加浓硫酸(忽略溶液体积变化),不同pH下,溶液中含+6价Cr元素的微粒浓度变化如图2所示。
①a代表的微粒是___________。
②溶液由pH4.5向pH3.5转化过程中,溶液颜色几乎不变,请结合化学用语解释其原因_______。
9、自来水生产的流程示意图见下:
(1)二氧化氯(ClO2)是一种高效、安全的水处理剂,比C12好。有如下两种制备C1O2方法:
方法一:2NaClO3+4HCl=2C1O2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaC lO3 +H2O2+H2SO4=2C lO2↑ +Na2SO4十O2↑+2H2O
用方法二制备的C1O2更适合用于饮用水消毒,其主要原因是__________。
C1O2和C12在消毒时自身均被还原为Cl-, C1O2的消毒能力是等质量Cl2的_________倍
(2)含有较多的钙、镁离子的水被称为硬水。暂时硬水最常见的软化方法是_________。
永久硬水一般可以使用离子交换树脂软化,先把水通过装有_________ (填“阴”或“阳”)离子交换树脂的交换柱,再通过另一种功能的离子交换树脂。使用后的阳离子交换树脂可以置于_________中再生。
(3)水处理中常见的混凝剂有硫酸铝、聚合氛化铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。硫酸亚铁作为混凝剂在除去悬浮物质时,需要将水的pH调至9左右,原因是_________。
(4)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法.下图是电渗析法的示意图,淡水从_________(填“A”、“B”或,“C”)口流出,甲为_________离子交换膜。
10、某小组查阅有关资料后,在实验室中利用和
反应制备无水
,并收集该反应产生的光气(
),实验装置如图所示(夹持、加热及部分冷却装置已省略)。
实验步骤如下:
Ⅰ.检查完装置气密性后,按照图示装入药品,打开、
、
,通入氮气;
Ⅱ.一段时间后,关闭,将装置B加热到预定温度,再将装置A在85℃下进行加热;
Ⅲ.待装置B中反应结束后,装置A、B停止加热;一段时间后,停止通入氮气;
Ⅳ.将装置C进行加热,得到产物光气;
Ⅴ.实验结束后,称量装置B中剩余固体质量为。
已知:光气能溶于,易与水发生反应生成
和
;有关物质的熔沸点如下表:
化学式 | ||||
熔点/℃ | 1435 | 1152 | ||
沸点/℃ | 4000 | 1300 | 76 | 8.2 |
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________;仪器d中盛有无水固体,其作用为___________。
(2)通入除起到将装置内空气排出外,还具有的作用为___________(至少写一条)。
(3)步骤Ⅳ中,加热方式为___________,加热时、
、
的状态为___________,温度计的读数应控制在___________左右。
(4)B中得到产品的化学方程式为___________。
(5)本实验中的产率为___________。
11、已知氧钒(+4) 碱式碳酸铵晶体[分子式:(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O) ],是制备纳米VN粉体的前驱体,工业上通常以钒炉渣制备氧钒(+4) 碱式碳酸铵晶体。为测定粗产品的纯度,进行如下实验:分别称量三份a g产品于三只锥形瓶中,每份.分别用20 mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后,加入0.0200 mol/LKMnO4溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量,再用尿素除去过量NaNO2,最后用0.100 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液分别滴定至终点,消耗标准溶液的体积如下表所示。(已知滴定反应为+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)
序号 | 滴定前读数/mL | 滴定终点读数/mL |
第一份 | 0.00 | 19.98 |
第二份 | 1.20 | 22. 40 |
第三份 | 1.56 | 21.58 |
(1)粗产品中钒的质量分数为_________(假设 V的相对原子质量为M)。
(2)写出简要计算过程:______________。
12、钛元素位于元素周期表第四周期第IVB族,金属钛的比强度高、耐腐蚀性强,在航空航天、武器装备、能源、化工、冶金、建筑和交通等领域应用前景广阔。工业,上以钛铁矿[主要成分是FeTiO3 (钛酸亚铁) ,还含有少量Al2O3、MgO、SiO2等杂质]为原料制备钛和FePO4的工艺流程如下:
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
开始沉淀的pH | 2.3 | 7.5 | 3.4 | 9.2 |
完全沉淀的pH | 3.2 | 9.7 | 4.4 | 11.1 |
回答下列问题:
(1)钛、铁浸出率与硫酸质量分数的关系如图所示,则“酸浸”时所加硫酸的质量分数为___________范围最合适。
(2)“滤液1”中的钛元素以TiO2+形式存在,则“酸浸”时主要反应的化学方程式为___________。
(3)已知常压下TiCl4的熔点为−25° C,沸点为136.4° C.将TiO2与过量焦炭混合投入高温氯化炉中充分反应(焦炭转变成CO) ,将生成的气体分离,得到粗TiCl4,将生成的气体进行分离的操作方法是______________________。将粗TiCl4进一步提纯的方法是___________。氯化炉中发生反应的化学方程式为___________。
(4)氯化反应的尾气须处理后排放。尾气中的Cl2用___________(填化学式)溶液吸收可得FeCl3溶液。
(5)“滤液2”中加入NaHCO3溶液调pH,调pH的范围是___________。
(6)已知FePO4和Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22和1.0×10-24.若“滤液3”中c(Mg2+)=0.01mol·L-1,加入双氧水和磷酸溶液,溶液体积增加一倍,恰好使Fe3+沉淀完全[即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1], 此时___________(填“有”或“没有”) Mg3(PO4)2沉淀生成,理由是___________。
13、Fe3+可以与SCN-、CN-、有机分子等形成配合物,中国研究团队研发的一种智能比色微针贴片,用于按需治疗和实时报告伤口感染,可由聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 、没食子酸
和铁离子之间的配位反应制备。回答下列问题:
(1)基态Fe3+的价电子排布图(轨道表示式)为___________。
(2)写出一种与SCN-互为等电子体的分子:___________(填化学式)。1mol [Fe(CN)6]3-中含有σ键的数目为___________。
(3)PVP 中N原子的杂化轨道类型为___________; 没食子酸沸点高于2, 3, 4-三羟基苯甲酸(如图所示) 的原因是___________。
(4)下表数据是部分氯化物的熔点:
编号 | ① | ② | ③ |
物质 | NaCl | AlCl3 | FeCl3 |
熔点°C | 801 | 160 | 306 |
判断FeCl3的晶体类型为___________; 400°C时FeCl3蒸气中有以配位键结合的双聚分子,画出该双聚分子结构: ___________。
(5)普鲁士蓝晶体属于立方晶系,晶体密度为ρg·cm-3,铁—氰骨架组成晶胞中的8个小立方体,Fe粒子在小立方体顶点,CN- 在小立方体的棱上,两端均与Fe粒子相连,小立方体中心空隙可容纳K+,如图所示(CN- 在图中已省略)。
该晶胞棱长为___________pm(阿伏加德罗常数为NA)。