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、硒是与硫同主族的元素。
已知:Se+2H2SO4(浓)→2SO2↑+SeO2+2H2O;2SO2+SeO2+2H2O→Se+2SO42-+4H+
(1)通过以上反应判断SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是___。
工业上回收得到的SeO2样品混有其它杂质,可以通过下面的方法测定SeO2含量:
①SeO2+KI+HNO3→Se+I2+KNO3+H2O
②I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI
(2)配平反应式①,标出电子转移的方向和数目___。
(3)实验中,准确称量SeO2样品0.1500g,消耗了0.2000mol/L的Na2S2O3溶液25.00mL,所测定的样品中SeO2的质量分数为___。
已知在室温的条件下,pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,回答下列问题:
(4)各取5mL上述溶液,分别加水稀释至50mL,pH较大的是___溶液;各取5mL上述溶液,分别加热(温度相同),pH较小的是___溶液。
(5)取5mLNH4Cl溶液,加水稀释至50mL,c(H+)___10-6mol/L(填“>”、“<”或“=”),___填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)向等物质的量浓度的Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸。
①在滴加盐酸过程中,溶液中c(Na+)与含硫各物种浓度的大小关系为___(选填字母)。
a.c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+2c(S2-) b.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)
c.c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)] d.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+2c(S2-)
②NaHS溶液呈碱性,若向溶液中加入CuSO4溶液,恰好完全反应,所得溶液呈强酸性,其原因是___(用离子方程式表示)。
3、氮的化合物既是一种资源,也会给环境造成危害。
I.氨气是一种重要的化工原料。
(1)NH3与CO2在120°C,催化剂作用下反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)(NH2)2CO(s)+H2O(g),ΔH= -x KJ/mol (x>0),其他相关数据如表:
物质 | NH3(g) | CO2(g) | CO(NH2)2(s) | H2O(g) |
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/KJ | a | b | z | d |
则表中z(用x a b d表示)的大小为________。
(2)120℃时,在2L密闭反应容器中充入3mol CO2与NH3的混合气体,混合气体中NH3的体积分数随反应时间变化关系如图所示,该反应到达平衡时CO2的平均反应速率为_____, 此温度时的平衡常数为_____。
下列能使正反应的化学反应速率加快的措施有___________.
① 及时分离出尿素 ② 升高温度 ③ 向密闭定容容器中再充入CO2 ④ 降低温度
Ⅱ.氮的氧化物会污染环境。目前,硝酸厂尾气治理可采用NH3与于NO在催化剂存在的条件下作用,将污染物转化为无污染的物质。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率(已知浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。
(l)写出装置⑤中反应的化学方程式_________。
(2)装置①和装置②如下图,仪器A的名称为_____,其中盛放的药品名称为_______。
装置②中,先在试管中加入2-3 粒石灰石,注入适量稀硝酸,反应一段时间后,再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应,加入石灰石的作用是________。
(3)装置⑥中,小段玻璃管的作用是______;装置⑦的作用是除去NO, NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液,同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽,若氨气未除尽,可观察到的实验现象是_________。
4、汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol (条件为使用催化剂)
已知:2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则 N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= kJ·mol-1。
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
则C2合理的数值为 (填字母标号)。
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
则曲线II对应的实验编号为 。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
i | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
ii | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
iii | 900 | a | b | c | d | t |
①实验组i中以v(CO2)表示的反应速率为 ,温度升高时平衡常数会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若a=2,b=1,则c= ,达平衡时实验组ii中H2O(g)和实验组iii中CO的转化率的关系为αii (H2O) αiii (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为________________。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式 。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.4mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。
5、碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料,可用废镍催化剂(主要含Ni、Al,少量Cr、FeS等)来制备,其工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“浸泡除铝”时,发生反应的化学方程式为___________。
(2)“溶解”时放出的气体为________(填化学式)。硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4。如图表示在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线,由图分析可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是________________。
(3)“氧化”时,酸性条件下,溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+,其离子方程式为。
(4)已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
| 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Ni2+ | 6.2 | 8.6 |
Fe2+ | 7.6 | 9.1 |
Fe3+ | 2.3 | 3.3 |
Cr3+ | 4.5 | 5.6 |
“调pH1”时,溶液pH范围为________;过滤2所得滤渣的成分________(填化学式)。
(5)写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式________________。
(6)含镍金属氢化物MH-Ni燃料电池是一种绿色环保电池,广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金,MH代表金属氢化物,电解质溶液可以是KOH水溶液。它的充、放电反应为:xNi(OH)2+M MHx+xNiOOH;电池充电过程中阳极的电极反应式为________;放电时负极的电极反应式为________。
6、气态亚硝酸(HNO2或HONO)是大气中的一种污染物。
(1)亚硝酸的电离平衡常数Ka=6.0×10﹣6,其电离方程式为________。
(2)亚硝酸分子中各原子最外层电子均达到稳定结构,其电子式为________。
(3)亚硝酸进入人体可以与二甲胺[(CH3)2NH]迅速反应生成亚硝酸胺[CH3)2N-N=O],亚硝酸胺是最重要的化学致癌物之一。
① 亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的一种反应机理如下:
HONO+
过程ⅰ和过程ⅱ的反应类型分别为:________、消去反应。
② 上述反应机理的反应过程与能量变化的关系如图:
亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的反应ΔH________0(填“>”或“<”)。反应难度更大的是过程________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
7、有下列八种物质:①氯化钡;②金刚石;③硫;④钨;⑤氯化钠;⑥钠;⑦二氧化硅;⑧干冰,回答有关这八种物质的问题。
(1)将这八种物质按不同晶体类型分成四组,并填写下表:
各组中物质的编号 | ______ | ______ | ______ | ______ |
晶体类型 | 分子晶体 | 原子晶体 | 离子晶体 | 金属晶体 |
(2)其中以共价键相结合,原子彼此间形成空间网状结构的化合物是______(填编号,下同)。晶体内存在单个分子的单质是______。
(3)其中硬度最大的物质是______;熔点最低的物质是______。
8、细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应,并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如图所示。
(1)如图所示氮循环中,属于氮的固定的有_____(填字母序号)。
a.N2转化为氨态氮
b.硝化过程
c.反硝化过程
(2)氮肥是水体中的主要来源之一,检验氮肥中
的实验方案是_____。
(3)硝化过程中,含氮物质发生_____(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中,当产生0.02mol氮气时,转移的电子的物质的量为_____mol。
(5)土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去),用离子方程式说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮的原理_____。
9、Na2SO3应用广泛。利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低,优势明显,其流程如下。
(1)举例说明向大气中排放SO2导致的环境问题:_________。
(2)下图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。则初期反应(图中A点以前)的离子方程式是_________。
(3)中和器中发生的主要反应的化学方程式是_________。
资料显示: Ⅰ.Na2SO3在33℃时溶解度最大,将其饱和溶液加热至33℃以上时,由于溶解度降低会析出无水Na2SO3,冷却至33℃以下时析出Na2SO3·7H2O; Ⅱ.无水Na2SO3在空气中不易被氧化,Na2SO3·7H2O在空气中易被氧化。 |
(4)为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度,从而提高结晶产率,中和器中加入的NaOH是过量的。
①请结合Na2SO3的溶解平衡解释NaOH过量的原因_________。
②结晶时应选择的最佳操作是_________(选填字母)。
a.95~100℃加热蒸发,直至蒸干
B.维持95~100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出
C.95~100℃加热浓缩,冷却至室温结晶
(5)为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4,需选用的试剂是_________、_________。
(6)KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量:室温下将0.1260g 成品溶于水并加入淀粉做指示剂,再用酸性KIO3标准溶液(x mol/L)进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色,消耗KIO3标准溶液体积为y mL。
①滴定终点前反应的离子方程式是:IO3-+
SO32- =
_______ +
_______(将方程式补充完整)
②成品中Na2SO3(M = 126 g/mol)的质量分数是_________。
10、四氮化四硫(S4N4,S为+2价)是重要的硫-氮二元化合物,室温下为橙黄色固体,难溶于水,能溶于CCl4等有机溶剂,可用NH3与SCl2(红棕色液体)反应制备,反应装置如图所示(夹持装置略)。
已知:S4N4+6OH-+3H2OS2O
+2SO
+4NH3↑
回答下列问题:
(1)试剂a是_____;装置D的作用是______。
(2)装置C中生成S4N4的同时,还生成一种常见固体单质和一种盐,该反应的化学方程式为______;证明SCl2反应完全的现象是_____。
(3)分离产物后测定产品纯度:
i.蒸氨:取0.1000g样品加入三颈烧瓶中,再加入足量NaOH溶液并加热蒸出的NH3通入含有V1mLc1mol•L-1H2SO4标准溶液的锥形瓶中。
ii.滴定:用c2mol•L-1溶液滴定剩余的H2SO4,消耗V2mLNaOH溶液。
①滴定管的正确操作顺序:检漏→蒸馏水洗涤→______(填标号)→开始滴定。
a.装入滴定液至“0”刻度以上
b.调整滴定液液面至“0”刻度
c.排除气泡
d.用滴定液润洗2至3次
e.记录起始读数
②滴定时选用的指示剂为_____;在接近终点时,放液使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,______,继续摇动锥形瓶,观察溶液颜色变化。
③S4N4的纯度表达式为______;若所用NaOH溶液实际浓度偏低,测定结果_____(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
11、某实验小组制备,取1.12g实验制得的产物(已知
的相对分子质量为158.6)加水溶解,配成100mL溶液,用移液管取出25.00mL于锥形瓶中,滴入几滴
作指示剂,已知
为砖红色沉淀,用浓度为0.100
的硝酸银标准溶液滴定,重复滴定三次测得硝酸银标准溶液用量分别为19.98mL、18.00mL、20.02mL。
(1)产物的纯度为_______(保留三位有效数字);
(2)写出简要计算过程:_______。
12、氮氧化合物的处理对建设生态文明,美丽中国具有重要意义,可采用多种方法消除。
方法一:氯气还原法
(1)氢气在富氧条件下催化还原 NOx,反应在低温时仍具有高活性和选择性。已知催化剂 Rh 表面H2催化还原 NO 的反应机理如下表。
序号 | 基元反应 | 活化能 |
① |
| 12.6 |
② |
| 0.0 |
③ |
| 97.5 |
④ |
| 83.7 |
⑤ |
| 33.5 |
⑥ |
| 45.0 |
⑦ |
| 120.9 |
⑧ |
| 37.7 |
⑨ |
| 77.8 |
⑩ |
| 108.9 |
其他条件一定时,决定 H2催化还原 NO 的反应速率的基元反应为______(填标号),基元反应的△H=______KJ·mol-1。
(2)在低温区催化剂 Pt/Al-M-10-A对生成 N2O具有敏感性,发生反应,实验测定反应速率方程为
。在恒温恒容密闭容器中,H2和NO以物质的量比1:2 充入,容器压强为 P0,达平衡时,N2O 的体积分数为0.2。
①下列有关说法正确的是______。
a.平衡时,气体平均相对分子质量不再变化
b.任意时刻,
c.若向容器内充入少量 O2,平衡不移动
d.平衡后,向容器中按照 1:2 再充入H2和NO,平衡向右移动
②达平衡时,v(N2O)=______,Kp=______ (用含P0的代数式表示)。
方法二: CO 还原法,原理为∆H<0。
(3)实验测得,
(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。如图所示①②③④四条斜线中,能表示 p k正(pk=-lgk)随温度变化的斜线是______,图中A、B、C、D点的纵坐标分别为 a+2.5、 a+0.5、a-0.5、a-2.5,则温度T1时化学平衡常数K=______L·mol-1。
13、锗(Ge)是门捷列夫在1871年所预言的元素“亚硅”,高纯度的锗已成为目前重要的半导体材料,其化合物在治疗癌症方面也有着独特的功效。如图是以锗锌矿(主要成分为GeO2、ZnS,另外含有少量的Fe2O3等)为主要原料生产高纯度锗的工艺流程:
已知:GeO2可溶于强碱溶液,生成锗酸盐;GeCl4的熔点为-49.5℃,沸点为84℃,在水中或酸的稀溶液中易水解。
(1)Ge在元素周期表中的位置是_____,GeCl4晶体所属类别是_____。
(2)步骤①NaOH溶液碱浸时发生的离子反应方程式为_____。
(3)步骤③沉锗过程中,当温度为90℃,pH为14时,加料量(CaCl2/Ge质量比)对沉锗的影响如表所示,选择最佳加料量为______(填“10-15”“15-20”或“20-25”)。
编号 | 加料量(CaCl2/Ge) | 母液体积(mL) | 过滤后滤液含锗(mg/L) | 过滤后滤液pH | 锗沉淀率(%) |
1 | 10 | 500 | 76 | 8 | 93.67 |
2 | 15 | 500 | 20 | 8 | 98.15 |
3 | 20 | 500 | 2 | 11 | 99.78 |
4 | 25 | 500 | 1.5 | 12 | 99.85 |
(4)步骤⑤中选择浓盐酸而不选择稀盐酸的原因是_____。
(5)步骤⑥的化学反应方程式为_____。
(6)Ge元素的单质及其化合物都具有独特的优异性能,请回答下列问题:
①量子化学计算显示含锗化合物H5O2Ge(BH4)3具有良好的光电化学性能。CaPbI3是H5O2Ge(BH4)3的量子化学计算模型,CaPbI3的晶体结构如图所示,若设定图中体心钙离子的分数坐标为(,
,
),则分数坐标为(0,0,
)的离子是_____。
②晶体Ge是优良的半导体,可作高频率电流的检波和交流电的整流用。如图为Ge单晶的晶胞,设Ge原子半径为rpm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该锗晶体的密度计算式为(不需化简)ρ=______g/cm3。