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、我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品味的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出。该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法。
I.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有SO42-生成.
①该反应的离子方程式为____________。
②该反应在25-50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因为____________。
Ⅱ.配位浸出
反应原理为:CuFeS2+NH3•H2O+O2+OH-→Cu(NH3)O42++Fe2O3+SO42-+H2O(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施有____________(至少写出两点).
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4C1,构成NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液.某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:25℃时,向amol/L的氨水中缓慢加入等体积0.02mol/L的NH4C1溶液,平衡时溶液呈中性.则NH3·H2O的电离常数Kb=____________(用含a的代数式表示);滴加NH4C1溶液的过程中水的电离平衡____________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
Ⅲ.生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示。
(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有____________(填化学式),微生物参与的离子反应方程式为____________(任写一个)。
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终 全部转化为Fe3+,当有2mol SO42-生成时,理论上消耗O2的物质的量为____________。
3、钴(Co)是重要的稀有金属,在工业和科技领域具有广泛的用途。从某含钴工业废料中回收钴的工艺流程如下:
已知:
含钴废料的成分 | |||||
成分 | Al | Li | Co2O3 | Fe2O3 | 其他不溶于强酸的杂质 |
质量分数/% | 10.5 | 0.35 | 65.6 | 9.6 | 13.95 |
Ⅱ.实验中部分离子开始沉淀和沉淀完全的pH | |||
金属离子 | Fe3+ | Co2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.9 | 7.15 | 3.4 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.15 | 4.7 |
Ⅲ.离子浓度小于等于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
请回答下列问题:
(1)NaF的电子式为____________。
(2)“沉淀1”的化学式为____________________。“调节溶液pH2”的范围为_________________。
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为_______________________。
“沉钴”时发生反应的离子方程式为________________________。
(4)制备Co时,“补充铝”的原因为_________________________。
(5)已知:l0-0.9≈0.13,则 A1(OH)3 的溶度积常数 Ksp=_____________________。
(6)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器,该电池的总反应可表示为::4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2,其正极反应式为_____________
4、氢化铝锂(LiAlH4)是化工生产中广泛应用于药物合成的常用试剂。
(1)LiAlH4可将乙醛转化为乙醇,LiAlH4作该反应的______剂(选填“氧化”“还原”“催化”),用____(填试剂名称)可检验乙醛已完全转化。
(2)配平化学反应方程式。
______LiAlH4+______H2SO4→______Li2SO4+_______Al2(SO4)3+_______H2↑
该反应中H2SO4体现________性。若上述反应中电子转移数目为0.2NA个,则生成标准状况下氢气体积为_____________。
(3)现有两种浓度的LiOH溶液,已知a溶液的pH大于b溶液,则两种溶液中由水电离的c(H+)大小关系是:a_____b(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)铝和氧化铁高温下反应得到的熔融物通常为铁铝合金,设计实验证明其含金属铝。
_____________________________
5、(1)已知乙醛的沸点为20.8℃,乙醇的沸点为78℃。乙醛沸点比乙醇沸点低的主要原因是______。
(2)有科学家在实验室条件下将干冰制成了原子晶体。则同是原子晶体的和
硬度大小关系
______
(填“>”、“<”或“=”),从结构的角度说明理由______。
6、为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:① ∆H=180.5kJ·
②C和CO的燃烧热(∆H)分别为-393.5kJ·和-283kJ·
则2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ∆H=_________kJ·
(2)将0.20molNO和0.10molCO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。
①CO在0—9min内的平均反应速率=__________ mol·L-1·
(保留两位有效数字);第12min时改变的反应条件可能为_________。
A.升高温度 B.加入NO
C.加催化剂 D.降低温度
②该反应在第18min时又达到平衡状态,此时的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K=____________(保留两位有效数字)。
(3)通过人工光合作用能将水与燃煤产生的转化为HCOOH和
。已知常温下0.1mol·
的HCOONa溶液pH=10,则HCOOH的电离常数Ka=__________。
7、金属硫化物和硫酸盐在工农业生产中有广泛应用。
(1)二硫化钼(MoS2)是重要的固体润滑剂。
向体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3,并充入0.4molH2,
发生反应:MoS2(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s) +2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2S(s) △H =akJ • mol-1,测得在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图所示。
①a________0(填“<”“>”“=”,下同)。
②容器内的总压:P点________Q点。
③P点对应温度下,H2的平衡转化率为________,平衡常数K=________。
(2)辉铜矿(主要成分是Cu2S)在冶炼过程中会产生大量的SO2。已知冶炼过程中部分反应为:
①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2kJ/mol
②2Cu2O+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116kJ/mol,则Cu2S与O2反应生成Cu与SO2的热化学方程式为___________________________。
(3)回收处理SO2的方法之一是用氨水将其转化为NH4HSO3。已知常温下 Kb(NH3•H2O) =1.5×l0-5 Ka1(H2SO3) =1.6×l0-2 Ka2(H2SO3)=1×10-7,若吸收过程中氨水与SO2恰好完全反应,则所得溶液在常温下的pH________7(填“>”“ <”或“=”,下同),溶液中c(SO32-)________c(H2SO3)。
(4)在500℃下硫酸铵分解会得到4种产物,其含氮物质的物质的量随时间的变化如上图所示。则该条件下硫酸铵分解的化学方程式为_________________________。
8、硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJ•mol-1
②1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) △H = - 47.3kJ•mol-1
反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H= kJ•mol-1;
平衡常数K的表达式为 。
(2)图1为在密闭容器中H2S气体分解生成H2和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
图1中压强p1、p2、p3的大小顺序为 ,理由是 ;该反应平衡常数的大小关系为K(T1) K(T2) (填“>”、“<”或“=”),理由是 。
(3)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0
①600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图2,反应处于平衡状态的时间段是 。
②据图2判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达);10min到15min的曲线变化的原因可能是 (填写编号)。
A.加了催化剂 B.缩小容器体积
C.降低温度 D.增加SO3的物质的量
(4)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液,且所得溶液呈中性,该溶液中c(Na+)= (用含硫微粒浓度的代数式表示)。
9、研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。判断的理由 。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。开始以氨碳比=3进行反应,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为 。
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一级电离常数Kb=4.3×10-7,则NH4HCO3溶液呈 (填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
10、氯化亚铜(CuCl)是一种见光易分解的白色固体,难溶于水,在潮湿的环境中易被氧气氧化为碱式氯化铜。实验室用SOCl2与CuCl2溶液混合制取CuCl的装置如图所示。
已知:
①SOCl2是一种易发烟的液体,遇水剧烈水解生成SO2和HCl气体;
②CuCl在溶液中存在如下平衡:CuCl(s)+3Cl-(aq) [CuCl4]3-(aq)(无色)。
回答下列问题:
(1)配制CuCl2溶液所需的蒸馏水需要去氧气,最简单的去氧操作是_______。
(2)当三颈烧瓶的溶液由_____时(填实验现象),则说明反应已经完成,可以停止实验。
(3)实验结束后需要先向三颈烧瓶中加入去氧水,然后再进行过滤得到CuCl。加水的作用是____,过滤时需要在避光的条件下进行,原因是_____。
(4)经过滤得到的CuCl沉淀,先用无水乙醇洗涤,然后在真空干燥机内于70℃下干燥2小时,冷却,密封保存。“70℃真空干燥”的目的是_____。
(5)久置在空气中的CuCl可完全变质为碱式氯化铜[xCuCl2·yCu(OH)2,其x、y为整数],为探究该碱式氯化铜的组成,设计如下实验步骤:
①准确称取4.216g样品,溶于足量乙酸中,加蒸馏水配制成100mL溶液;
②取25mL溶液,向其中加入足量的AgNO3溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,所得白色固体质量为0.574g;
③另取25mL溶液,向其中加入过量的KI溶液,再用0.400mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液25.00mL。已知滴定过程涉及如下反应:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、2+I2=2I-+
。
计算碱式氯化铜中x=_____;y=____。
11、双氧水是重要的化学试剂。
(1)一定条件下,O2得电子转化为超氧自由基(·O),并实现如下图所示的转化:
①是________(填“氧化”或“还原”)反应。
②写出图示转化总反应的化学方程式:________。
(2) K2Cr2O7酸性条件下与H2O2反应生成CrO5,反应为非氧化还原反应。据此分析,CrO5中-2价O与-1价O的数目比为________。
(3) H2O2可用于测定酒精饮料中乙醇的含量。现有20.00 mL某鸡尾酒,将其中CH3CH2OH蒸出并通入17.0 mL 0.200 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液(H2SO4酸化)中,发生反应:K2Cr2O7+C2H5OH+H2SO4―→Cr2(SO4)3+CH3COOH+K2SO4+H2O(未配平)
再用0.400 0 mol·L-1的双氧水滴定反应后所得的混合液,用去19.00 mL双氧水,滴定过程中发生如下反应:
反应1:4H2O2+K2Cr2O7+H2SO4===K2SO4+2CrO5+5H2O
反应2:H2O2+CH3COOH===CH3COOOH+H2O
则该鸡尾酒中CH3CH2OH的物质的量浓度为________mol·L-1(写出计算过程)。
12、硫及其化合物之间的转化具有重要意义。请按要求回答下列问题。
(1)土壤中的微生物可将大气中H2S 经两步反应氧化成SO,两步反应的能量变化如图:
写出 1mol H2S g全部氧化成 SO(aq)的热化学方程式为___________。
(2)将 SO2 通入 0.1mol/L Ba(NO3)2 溶液中会观察到有白色沉淀生成,该反应的离子方程式为___________。
(3)分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制 Ba(NO3)2 和 BaCl2 溶液,进行如下实验:
①实验 C 中,没有观察到白色沉淀,但 pH 传感器显示溶液呈酸性,用化学用语表示其原因___________。
②NaHSO3 水溶液为酸性。下列关系正确的是___________
A.c(HSO) > c(SO
) > c(H2SO3)
B.c(Na+)= c(HSO)+c(SO
) + c(H2SO3)
C.c(Na+)= c(HSO) > c(H+) > c(OH-)
D.c(Na+) + c(H+) = c(HSO) + c(OH-) + c(SO
)
③实验 B 中出现白色沉淀比实验 A 快很多。其原因可能是___________。
13、第IIIA元素硼及其化合物在能源、材料、医药、环保等领域具有重要应用。回答下列问题:
(1)基态B原子价层电子的轨道表示式:___________。
(2)已知:有空轨道,可以与
分子形成配位键,同时使原有的键削弱、断裂,从而发生水解。
①下列卤化物不易发生水解的是___________。
A. B.
C.
D.
②写出水解的化学方程式___________。
③写出与NaOH溶液反应的离子方程式___________。
(3)硼砂的阴离子的结构如图1,1mol该离子中有___________个硼氧四面体,含有配位键数目为___________,其中硼原子的杂化轨道类型为___________。
(4)硼化镁在39K温度下具有超导性,硼原子和镁原子分层排布,一层硼一层镁相间,部分原子沿垂直片层方向投影如图2,则硼化镁的化学式为___________。