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、电镀废水中含有的络合态镍(Ⅱ)和甘氨酸铬(Ⅲ)等重金属污染已成为世界性环境问题。常用的处理方法是臭氧法和纳米零价铁法。
I.臭氧法
(1)在废水中通入,在紫外光(UV)照射下产生羟基自由基(·OH),氧化分解络合态Ni(Ⅱ)使镍离子游离到废水中,部分机理如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
①写出产生·OH的化学方程式:__________。
②加入一定量的有利于提高氧化效果,原因是____________。
Ⅱ.纳米零价铁法
(2)制备纳米零价铁。
将和
溶液在乙醇和水的混合溶液中混合搅拌(
氛围),充分反应得到纳米零价铁、
、HCl、NaCl和
。写出反应的化学方程式_______________。
(3)纳米零价铁处理甘氨酸铬。
①甘氨酸铬(结构简式如图)分子中与铬配位的原子为_________。
②研究表明:纳米零价铁对有机物的降解通常是产生液相·OH对有机物官能团进行断键,使有机络合态Cr(Ⅲ)被释放到溶液中,同时氧化成无机Cr(Ⅵ)。纳米零价铁对甘氨酸铬的去除机理如图所示:
对初始铬浓度为的甘氨酸铬去除率进行研究,总铬去除率随时间的变化如图所示,其可能的原因是____________。
3、(1)比较沸点高低:HF______HCl(填“>、<或=”)。试解释原因__________。
(2)书写碱性的甲烷燃料电池的负极的电极反应式___________。
(3)用一个离子方程式说明AlO2-比结合H+能力强___________。
4、据公安部2019年12月统计,2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及碳氧化物是许多城市大气污染的主要污染物。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=−393.5kJ·mol−1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=−221.0kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.5kJ·mol−1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式___。
(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___(填字母代号)。
A.比值不变
B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式___。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理___。
(4)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H<0。实验测得:v正=v(CO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(CO)·c(O2),v逆=(CO2)消耗=k逆c2(CO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(CO)、n(O2)如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CO)/mol | 2 | 1.2 | 0.8 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
n(O2)/mol | 1.2 | 0.8 | 0.6 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
①T1温度时=___L/mol。
②若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2__T1(填“>”、“<”或“=")。
II.“低碳经济”备受关注,CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题。在0.1MPa、Ru/TiO2催化下,将一定量的H2和CO2置于恒容密闭容器中发生反应X:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H<0
(5)温度为T时,向10L密闭容器中充入5molH2和CO2的混合气体,此时容器内压强为5P,两种气体的平衡转化率ɑ与的关系如图所示:
①图中CO2的平衡转化率可用表示___(L1或L2)
②该温度下,反应X的平衡常数Kp=___。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
5、锰元素在溶液中主要以Mn2+(很浅的肉色,近乎无色)、MnO42-(绿色)、MnO4-(紫色)形式存在。MnO2不溶于稀硫酸。
(1)将8 mL 0.1 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液和2 mL l.0mol/L的草酸(H2C2O4)溶液在试管中混合,然后将试管置于25℃水浴中,KMnO4溶液浓度随时间变化关系如下图所示。
① 写出发生反应的离子方程式:____________
② 计算前40秒用草酸表示的平均反应速率v(草酸)=________________.
③ 40s-65s的反应速率比前40s快,解释原因___________
(2)已知反应3MnO42-+2H2OMnO2+2MnO4-+4OH-。
① 向MnO4-溶液中加入足量稀硫酸,可观察到的现象是__________.
② 常温下,在0.512 mol/L K2MnO4溶液中,当pH=14时K2MnO4的转化率为4/9,则该反应的平衡常数的值为__________
③ 在其他条件不变的条件下,适当升温有利于降低K2MnO4的转化率,则该反应的△H___0(填“大于” “小于”或“等于”)。
(3)碳酸锰是一种重要的工业原料。工业生产中常用复分解法生产MnCO3:
MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3,且控制溶液的pH为6.8-7.4. 溶液的pH不能过低也不能过高,原因是_______。设MnSO4溶液为0.19mol/L,则溶液的pH 最高不能超过_________。
[己知MnCO3、Mn(OH)2的Ksp分别为l.8×10-11和1.9×10-13]
(4)制备单质锰的实验装置如图,阳极以稀硫酸为电解液,阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液,电解装置中“”表示溶液中阴离子移动的方向。铂电极的电极反应式为______。
6、KBr可用于光谱分析和化学分析等。
(1)制备KBr的一种方法如下:80℃时,向溶有CO(NH2)2的KOH溶液中缓慢加入Br2,至pH为6~7时反应完全,生成CO2、N2等。该反应的化学方程式为_____。
(2)KBr可用于测定苯酚(C6H5OH)样品的纯度,方法如下:取0.5000g苯酚试样,用NaOH溶液溶解后定容成250.00mL溶液;移取25.00mL该溶液,加入25.00mL0.03000mol•L﹣1的KBrO3(含过量KBr)标准溶液,然后加入足量盐酸,充分反应后再加足量KI溶液,充分反应;用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入指示剂,继续滴定至终点,用去16.20mL。测定过程中物质的转化关系如下:
①加入的指示剂为_____。
②计算苯酚样品的纯度(写出计算过程)_____。
7、硅是最理想的太阳能电池材料,高性能晶硅电池是建立在高质量晶硅材料基础上的。工业上可以用如图所示的流程制取高纯硅。
(1)硅在周期表中的位置是_______________,反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比为:__________________
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3 (沸点31.8℃)中含有少量SiCl4 (沸点57.6℃)和SiH2Cl2 (沸点8.2℃)、SiH3Cl(沸点-30.4℃)提纯SiHCl3采用的方法为__________,整个过程中可以循环利用的物质X是:_____________(填化学式)
(3)提纯粗硅的过程中必须严格控制无水无氧,原因之一是硅的卤化物极易水解,写出SiCl4遇水剧烈反应的化学方程式___________________________________
(4)硅在有HNO3存在的条件下,可以与HF生成H2SiF6,同时有不溶于水的气体生成,该气体遇空气变为红棕色,硅单质发生的化学方程式为_____________________________________________________
(5)某工厂用100吨纯度为75%的石英砂为原料经第一步反应制得的粗硅中含硅28吨,则该过程中硅的产率是:__________(精确到小数点后两位)
8、现有五种元素,其中A、B、C、D、E为原子序数依次增大,且原子序数都不超过36.请根据下列相关信息,回答问题.
A
| 基态原子最外层电子数是次外层的三倍
|
B
| 基态原子核外有13种不同运动状态的电子
|
C
| 与B同一周期,原子中未成对电子数是同周期中最多
|
D
| D2-的核外电子排布与氩原子相同
|
E
| 是ds区原子序数最小的元素
|
(1)请把B以及B同周期且原子序数比B小的原子按第一电离能从大到小的顺序排列:____________(用相应的元素符号表示).A、D两种元素中,电负性A____________D (填“>”或“<”)
(2)A3分子的空间构型为____________,与其互为等电子体的分子为____________;
(3)解释在水中的溶解度C7H15OH比乙醇低的原因是:____________,C7H15OH 中采用sp3杂化的原子共有____________个;
(4)E(NH3)42+配离子中存在的化学键类型有____________(填序号):
①配位键 ②金属键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键 ⑥氢键
若 E(NH3)42+具有对称的空间构型.且当 E(NH3)42+中的两个NH3分子被两个Cl一取代时。能得到两种不同结构的产物,则 E(NH3)42+的空间构型为____________(填序号)。
a.平面正方形b.正四面体 c.三角锥形 d.V形
(5)单质E晶胞如图所示,已知E元素相对原子质量为M,原子半径为r pm,密度为ρg/cm3(1pm=10-10cm)那么写出阿伏伽德罗常数NA的表达式____________(用M、r、ρ表示)。
9、工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有__________________(写一条)。
(2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,其作用是______________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol•L-1,滤液中残留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕,
(4)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol•L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______________。
(5)沉锰工序中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是______________________。
(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是___________________。副产品A的化学式是________。
10、硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。主要用于合成树脂、杀虫杀菌剂、芥子油、硫脲类和药物等。实验室模拟工业以NH3和CS2为原料制备KSCN的实验装置如图所示:
已知:①NH3不溶于CS2,CS2密度比水大且难溶于水;
②三颈烧瓶内盛放CS2、水和催化剂,发生反应:CS2+3NH3NH4SCN+NH4HS,该反应比较缓慢,且NH4SCN在高于170℃易分解。
(1)A装置中固体混合物是___________;仪器a的名称___________
(2)C装置的作用是___________;三颈烧瓶内的导气管插人下层CS2液体中,原因是___________。
(3)待实验中观察到___________。现象时,熄灭A处酒精灯,待D中无气泡产生时关闭K1。保持三颈烧瓶内液温105℃一段时间,使NH4HSA=NH3↑+H2S↑进行完全后,打开K2,继续保持液温105℃,滴入适量的KOH溶液,写出生成KSCN的化学方程式___________。
(4)装置E的作用为吸收尾气,防止污染环境,写出吸收NH3的离子方程式___________。
(5)反应结束后将三颈烧瓶中的固体催化剂滤去,再___________。(填操作),得到硫氰化钾晶体。
(6)晶体中KSCN含量的测定:称取10.0g样品,配成1000mL溶液。量取20.00mL溶液于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加人几滴a作指示剂,用0.1000mol·L-1AgNO3标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗AgNO3标准溶液18.00mL。(已知:滴定时发生的反应为SCN-+Ag+=AgSCN↓(白色))
①指示剂a为___________。
②晶体中KSCN的质量分数为___________。(只要求写出计算结果)
11、碘是人体必需的微量元素之一,我国以前在食盐中加KI加工碘盐。
(1) 目前加碘食盐中,不用KI的主要原因是__________________________。
(2) 将Fe3I8加入到K2CO3溶液中,生成Fe3O4、KI和一种气体,该反应的化学方程式为__________。
(3) 准确称取某KI样品3.500 0 g配制成100.00 mL溶液;取25.00 mL所配溶液置于锥形瓶中,加入15.00 mL 0.100 0 mol·L-1 K2Cr2O7酸性溶液(Cr2O72-转化为Cr3+),充分反应后,煮沸除去生成的I2;冷却后加入过量KI,用0.200 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点(I2和S2O32-反应生成I-和S4O62-),消耗Na2S2O3标准溶液24.00 mL。计算该样品中KI的质量分数____________ (写出计算过程)。
12、钪(Sc)及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。钛铁矿中含有TiO2、FeO、Fe2O3、MgO、SiO2和Sc元素,从钛铁矿中提取Sc2O3的流程如图:
下表列出了相关金属离子(离子浓度约0. 01 mol·L-1)在室温下生成氢氧化物沉淀的pH。
氢氧化物 | TiO2+ | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.2 | 2.1 | 6.5 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 3.3 | 9.7 |
回答下列问题:
(1)为了提高“酸浸”的速率,可采取的措施有_______(任写一点)。
(2)“酸浸”后Ti元素转化为TiOSO4,其水解反应的化学方程式是_______。
(3)“洗钛”时H2O2的作用之一是其与 TiO2+反应生成[TiO(H2O2)]2+,该离子为橘黄色的稳定离子,Ti的化合价为_______。 ,H2O2还起到的作用是_______。
(4)“酸溶”后滤液中存在的金属阳离子Sc3+、TiO2+、Fe3+浓度均约为0.01 mol·L-1,再用氨水调节溶液pH使TiO2+、Fe3+沉淀完全(当离子浓度低于10-5mol· L-1时可认为沉淀完全),而Sc3+不沉淀,则调pH应控制的范围是_______ 。{已知室温下Ksp[Sc(OH)3]=1. 25 × 10-33,lg2≈0. 3,忽略溶液体积变化}
(5)用草酸沉钪时,求在25℃、pH=2的草酸溶液中=_______,写出“沉钪”的离子方程式:_______。(已知25℃时,H2C2O4的Ka1=5.0 ×10-2,Ka2=5. 4×10-5)
13、Ge、GaAs、CdTe、CdSe等均为重要的半导体材料,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)Ge基态原子核外电子排布式为[Ar]_______。
(2)第四周期主族元素中,第一电离能介于Ga、As之间的元素是_______(填元素符号)。
(3)碲的化合物TeO2、TeO3、H2Te三种物质中,H2Te的中心原子杂化类型为_______,分子构型为V形的是_______
(4)GaCl3熔点为77.9℃,气体在270℃左右以二聚体存在,GaCl3二聚体的结构式为_______。GaF3熔点为1000℃,GaCl3熔点低于GaF3的原因是_______。
(5)CdSe的一种晶体为闪锌矿型结构,晶胞结构如图所示。
①原子坐标参数A为(,
,
),则B、C的原子坐标参数分别为_______、_______
②已知Cd、Se的半径分别为anm和bnm,则CdSe的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式,NA表示阿伏加德罗常数的值)。