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、下图中,固体A是铁锈的主要成分。
请回答:
(1)白色沉淀E的化学式____________。
(2)写出A---B的化学方程式_____________________。
(3)写出C---D在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式______________________。
3、氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为___________________。
(2)氢气能源有很多优点,佴是氢气直接燃烧的能量转化率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:_______________________________________。
(3)在一定条件下,1mol某金属氢化物MHX与ymolH2发生储氢反应生成1 mol新的金属氢化物,写出该反应的化学反应方程式:___________________________________。
(4)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_______。
4、苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料,乙苯催化脱氧法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,其化学方程式为:
(1)若升高温度,该反应的平衡常数变大,则ΔH____________(填“大于0”或“小于0”)。该反应在_______________条件下能自发进行(填“较高温度”、“较低温度”或“任何温度”)。
(2)维持体系总压强ρ恒定,在温度T时,物质的量为2mol、体积为1L的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为80%,则在该温度下反应的平衡常数K=_____。
(3)在体积为2L的恒温密闭容器中通入2mol乙苯蒸汽,2分钟后达到平衡,测得氢气的浓度是0.5mol/L,则乙苯蒸汽的反应速率为_________________;维持温度和容器体积不变,向上述平衡中再通入1mol氢气和1mol乙苯蒸汽,则v正_______v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(原料中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实_________________________。
②控制反应温度为600℃的理由是_____________________。
(5)某燃料电池以乙苯为燃料,Li2CO3与K2CO3混合的碳酸盐为电解质的高温型燃料电池,其负极的电极反应式为_____________________,正极上通入的气体为______________。
5、铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见有+3、+4两种价态,铈的合金耐高温,可以用来制造喷气推进器零件。
请回答下列问题:
(1)雾霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-、NO3-(二者物质的量之比为1:1),该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如图所示。
①Ce4+从电解槽的______(填字母序号)口流出。
②写出阴极的电极反应式________________。
(3)铈元素在自然界中主要以氟碳矿形式存在。主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如下:
①焙烧过程中发生的主要反应方程式为__________________。
②有同学认为酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好,他的理由是_________。
③Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)3KBF4(s)+CeCl3(aq)平衡常数为________(用a、b的代数式表示)。
④加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是______。
6、亚硝酸钠(NaNO2)主要用于医药、染料和漂白等行业,也常用于食品保鲜剂。某小组拟利用氮氧化物(可用NOx表示)制备亚硝酸钠,简易流程如图。
已知:NO2+NO+Na2CO3=2NaNO2+CO2,2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2
(1)利用饱和NH4Cl溶液和饱和NaNO2溶液在加热条件下反应可制得N2,该反应的化学方程式为______;实验时装置B中应间断性通入适量的O2,其目的是______。
(2)装置C中盛装饱和Na2CO3溶液的仪器的名称是______;NO不能单独被纯碱溶液吸收,为了使NOx完全被纯碱溶液吸收且产品纯度最高,x=______。
(3)装置D的作用是______,采用“倒置漏斗”措施的目的是______。
(4)设计实验探究NaNO2的性质。实验完毕后,从装置C中分离出NaNO2固体粗产品(不含Na2CO3杂质),取少量上述产品配制成溶液,分成三份分别进行甲、乙、丙三组实验,实验操作及现象、结论如表。
实验 | 实验操作及现象 | 结论 |
甲 | 滴入无色酚酞溶液中,无色酚酞溶液变红 | HNO2是弱酸 |
乙 | 滴入少量酸性KI-淀粉溶液中,振荡,酸性KI-淀粉溶液变蓝 | 酸性条件下NO |
丙 | 滴入少量酸性KMnO4溶液中,振荡,酸性KMnO4溶液褪色 | 酸性条件NO |
上述实验______(填标号)的结论不可靠,理由是______。经实验测得实验丙反应后的溶液中氮元素仅以NO的形式存在,酸性KMnO4溶液与NO
反应的离子方程式为______。
(5)吸光光度法是借助分光光度计测定溶液的吸光度,根据朗伯-比耳定律确定物质溶液的浓度。亚硝酸钠标准曲线数据如表所示。(已知:稀溶液的吸光度与浓度成正比)
标准使用液浓度/(μg•mL‑1) | 取标准液体积/mL | 相当于亚硝酸钠的质量/μg | 吸光度A |
1 | 4.00 | 4 | 2.7045 |
取0.001gNaNO2样品溶于蒸馏水配成1000mL稀溶液,取4.00mL该稀溶液测得吸光度为2.7000,对比标准曲线数据可知,该亚硝酸钠产品纯度为______(列出计算式即可,已知1μg=10-6g)。
7、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=________。
8、
(1)W原子的核外电子排布式为_________。
(2)均由X、Y、Z三种元素组成的三种常见物质A、B、C分别属于酸、碱、盐,其化学式依次为_________、__________、_________,推测盐中阴离子的空间构型为__________,其中心原子杂化方式为__________。
(3)Z、W两种元素电负性的大小关系为____;Y、Z两种元素第一电离能的大小关系为____。
(4)CO的结构可表示为CO,元素Y的单质Y2的结构也可表示为Y
Y。右表是两者的键能数据(单位:kJ·mol-1):
①结合数据说明CO比Y2活泼的原因:_____。
②意大利罗马大学Fulvio Cacace等人获得了极具研究意义的Y4分子,其结构如图所示,请结合上表数据分析,下列说法中,正确的是_____。
A.Y4为一种新型化合物 B.Y4与Y2互为同素异形体
C.Y4的沸点比P4(白磷)高 D.1 mol Y4气体转变为Y2将放出954.6kJ热量
9、自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题:
(1)2010年和2012年,俄罗斯的杜布纳联合核研究所两次成功合成了超重元素,中文名为“石田”。元素
可由反应
得到,该反应________(填“是”或“不是”)化学反应。
的质子数为________。
(2)的同族元素F的一种化合物为
,若该化合物分子中的每个原子都达到8电子稳定结构,则
的电子式为________,该分子内存在的共价键类型有________。
(3)该族中的另一元素广泛存在于海水中,利用“膜”技术可以分离离子交换膜分为“阳膜”、“阴膜”、“单价阳膜”、“单价阴膜”、“双极性膜”等,单价阳膜允许+1价阳离子透过,单价阴膜允许-1价阴离子透过,双极性膜可将水解离为
和
,并实现其定向通过。BMSED电渗析技术可同步实现粗盐水中一二价盐的选择性分离和一价盐的酸碱制备,结构如图所示,指出膜名称:X是________、Z是________;阳极室的电极反应式为________。
10、乙二醛(OHC-CHO)是一种重要的精细化工产品。长郡中学高三化学兴趣小组利用乙醛液相硝酸氧化法制备乙二醛并测定乙二醛纯度,装置如图所示。
已知:①NO+FeSO4=FeSO4·NO(棕色)。
②几种有机物的部分性质如表所示:
实验步骤:
①取20mL的乙醛装于烧瓶,加入2gCu(NO3)2粉末作催化剂,向烧瓶中缓慢滴加2mol·L-1硝酸至乙醛完全反应为止;
②提纯产品,最终得到10.0mL产品。
请回答下列问题:
(1)盛装硝酸的仪器名称是__。
(2)实验中,观察到装置B中溶液变为棕色,制备乙二醛的化学方程式为__。
(3)向烧瓶中滴加硝酸要“缓慢”,其目的是__;判断烧瓶中制备乙二醛的反应已完成的标志是__。
(4)分离提纯产品,宜选择下列装置__(填字母)。
(5)根据上述实验数据,该实验中乙二醛的产率约为__(填字母)。
a.56.5% b.61.8% c.67.9% d.72.6%
(6)实验室可用酸性KMnO4溶液测定乙二醛的纯度,发生反应的离子方程式为:18H++6MnO4-+5C2H2O2→10CO2↑+6Mn2++14H2O。实验步骤如下:取VmL产品,加蒸馏水稀释至250mL,量取25.00mL稀释后的溶液于锥形瓶,滴加5.00mL稀硫酸,用cmol·L-1KMnO4溶液,三次平行实验消耗KMnO4溶液体积如下:
滴定终点的标志是__;该产品纯度为___g·mL-1(用含V和c的代数式表示)。
11、已知:5C2O42-+2MnO4-+16H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O。某研究小组通过如下实验步骤测定晶体A(KxFey(C2O4)z·aH2O,其中的Fe元素为+3价)的化学式:
步骤1:准确称取A样品9.820 g,分为两等份;
步骤2:取其中一份,干燥脱水至恒重,残留物质量为4.370g;
步骤3:取另一份置于锥形瓶中,加入足量的3.000 mol·L-1 H2SO4溶液和适量蒸馏水,使用0.5000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定,滴定终点消耗KMnO4溶液的体积为24.00 mL;
步骤4:将步骤1所得固体溶于水,加入铁粉0.2800 g,恰好完全反应。
通过计算确定晶体A的化学式(写出计算过程) _______________。
12、镍铜合金是由60%镍、33%铜、7%铁三种金属组成的合金材料。镍铜合金有较好的室温力学性能和高温强度,耐蚀性强,耐磨性好,可作为航空发动机的结构材料。回答下列问题:
(1)基态Cu2+的价电子排布式为___________。
(2)乙酰丙酮(结构如下图)中碳原子的杂化类型为___________,乙酰丙酮中σ键与π键数目之比为___________。乙酰丙酮中三种元素C、H、O的电负性大小关系:___________。
(3)Cu与Fe的第二电离能分别为I2(Cu)=1958 kJ·mol-1 ,I2(Fe)=1561 kJ·mol-1,I2 (Cu)大于I2 (Fe)的主要原因是___________。
(4)已知Cu2O的立方晶胞结构如下图所示。
①已知a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(,
,
),则d的坐标参数为___________。
②晶胞边长为c pm,该晶体的密度为___________g·cm-3.(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的数值)
13、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。碳达峰、碳中和对改善全球气候、发展低碳经济有重要的意义。回答下列问题:
Ⅰ.单质
(1)基态C原子的价电子排布式为____,C原子在形成化合物时,可采取多种杂化方式,杂化轨道中s轨道成分越多,则C元素的电负性越强,连接在该C原子上的H原子越容易电离。下列化合物中,最有可能在碱性体系中形成阴离子的是____(填序号)。
A.CH4 B.CH2=CH2 C.CH≡CH D.苯
(2)碳有金刚石、石墨等多种同素异形体,其中熔点较高的是____,原因是____。
Ⅱ.氧化物
(3)CO与N2互为_____,它们都难溶于水,但相比之下,CO的溶解度略大一些,原因是___。
(4)CO2分子中并不存在简单的“碳氧双键”,除了正常的σ键,还有两个方向互相垂直的大π键(每个O原子上还有一对孤对电子),则每个大π键中有____个电子。
Ⅲ.金属碳化物
CaC2是重要的金属碳化物,工业上可用CaC2制造乙炔。CaC2有多种晶型,其中一种晶型的晶胞如图所示:
(5)CaC2的电子式为____,晶胞中Ca2+的配位数为____,阴离子填充了由Ca2+围成的_____空隙。
(6)上述晶胞的底面边长为a pm,高为c pm,若将该晶胞中1—8号Ca2+相连,可以取出一个新的晶胞,则新晶胞的体积为____cm3。