实验题
(1)为准确测定中和热,除了提供的酸和碱溶液的浓度与体积必须准确外,在实验过程中的另外两个重要措施是: 、
(2)在草酸溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,发生如下反应。请配平:
该反应开始时速率较慢,但一段时间后,紫色突然褪去,其主要原因是: 。
(3)人们常常根据反应的特征现象来判断反应进行的快慢。对于下列反应:Na2S2O3 + H2SO4 =Na2SO4+S+SO2+H2O 通常测定在一定条件下单位时间内出现 (明显) 现象来比较该反应进行的快慢。为增大上述反应的速率,可采取的不同措施有: , 。
(10分)现有A、B、C三种物质,均含同一种元素,一定条件下其转化关系如下(部分产物已略去):
请回答:
(1)若A是短周期元素组成的金属单质,D是短周期中原子半径最大的主族元素形成的氢氧化物。
① 组成A的元素在周期表中的位置是 。
② 当A与D的溶液反应转移1.5 mol电子时,产生气体的体积(标准状况)为 ,
A与D反应的离子方程式为 。
(2)若A是常见金属单质,B的溶液为黄色,D的组成元素的原子M层电子数比L层少1。
① 下列关于C的说法正确的是 (填字母)。
A.其溶液为无色 B.遇KSCN溶液变红色
C.既有氧化性也有还原性 D.其溶液可用于吸收氯气
② B与HI溶液反应可生成C、E和一种单质,该反应的化学方程式是 。
如下图是中学化学中常见物质之间的一些反应关系,其中部分产物未写出。常温下X和H是固体,B是液体,G是一种溶液,其余均为气体,1 mol X分解得到A、B、C各1 mol。
试解答下列各题:
(1)写出下列物质的化学式:X__________,B___________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
H+G→A+F:__________________________________。
C+D→E:____________________________________。
(3)写出下列反应的离子方程式:
X与氢氧化钠溶液加热反应:
(4)工业上合成C,合成后采用加压降温液化方法从混合气体中分离出C,能用上述方法分离出C的原因是________________________________________。
向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,请完成下列问题:
(1)写出反应的离子方程式________________________;
(2)下列四种情况下,离子方程式与(1)相同的是_____________(填序号)
A.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量 |
B.向Ba(OH)2溶液中,逐滴加入NaHSO4溶液至Ba2+恰好完全沉淀 |
C.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液显中性 |
D.向Ba(OH)2溶液中,逐滴加入NaHSO4溶液至过量 |
(3)若缓缓加入稀H2SO4直至过量,整个过程中混合溶液中的导电能力(用电流强度I表示)可近似地用如图中的曲线表示是_______(填序号)
(4)向Ba(OH)2溶液中加入密度为1.165g/cm3的硫酸溶液,直到恰好完全反应为止,已知所生成的沉淀的质量等于加入的H2SO4溶液的质量,则硫酸溶液的浓度为_______mol/L。
钨是我国丰产元素,也是熔点最高的金属,被誉为“光明使者”。用黑钨矿[FeWO4、MnWO4(W为+6价)]结合其它化工生产高纯钨的化工流程如下。已知H2WO4是不溶于水的弱酸,受热可分解生成氧化物。请回答下列有关问题:
(1)上述流程中通入空气的目的是 ;
(2)滤渣A与硫酸反应的离子方程式为 ;
(3)实验室用锌锰碱性电池作做电源模拟氯碱工业的装置如下图:
已知:锌锰碱性电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH,则锌锰碱性电池的锌电极应与装置中电极 (填“A”或“B”)相接,气体Y为气体出口 (填“A”或“B”)出来的气体,为提高生产效率,电解开始时,从进料口B加入的物质为 ,写出锌锰碱性电池正极反应式 ;
(4)已知:单质碳也可与固体甲制得钨,用气体Y而不用单质碳的原因 ;
(5)将H2与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:
CH4 (g) + 2O2(g) CO2(g)+ 2H2O(1) ΔH1=-890.3 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g) H2O(1) ΔH2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是 。
ClO2气体是一种常用的消毒剂,我国从2000年起已逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。
(1)消毒水时,ClO2还可将Fe2+、Mn2+转化成Fe(OH)3、MnO2难溶物除去,在这个过程中,Fe2+、Mn2+的化合价升高,说明ClO2具有 性。
(2)工业上可以通过下列方法制取ClO2,请完成该反应化学方程式:2KClO3+SO2=2ClO2+___。
(3)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1—0.8mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
I.取一定体积的水样用氢氧化钠溶液调至中性,然后加入一定量的碘化钾,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
II.加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2S2O32-+I2═S4O62-+2I-)
III.加硫酸调节水样pH至1.3。操作时,不同pH环境中粒子种类如下图所示:
请回答:
①操作I中反应的离子方程式是 。
②确定操作II完全反应的现象是 。
③在操作III过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是 。
④若水样的体积为1.0L,在操作II时消耗了1.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10mL,则水样中ClO2的浓度是 mg/L。
元素铬及其化合物工业用途广泛,但含+6价铬的污水会损害环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的,处理该废水常用直接沉淀法或还原沉淀法。
I.直接沉淀法
(1)已知含铬废水中存在着平衡:。在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成沉淀的化学式为 。
Ⅱ,还原沉淀法
(2)下列溶液中可以代替上述流程中溶液的是 (填选项序号)。
A.FeSO4溶液 | B.浓H2SO4溶液 |
C.酸性KMnO4溶液 | D.Na2SO3溶液 |
(3)上述流程中,每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-,则加入Na2S2O3溶液时发送反应的离子方程式为 。
(4)Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,原因可用离子方程式表示: 。
(5)实际工业生产中有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子。
①阳离子交换树脂的原材料质疑是聚苯乙烯,其单体为苯乙烯(),聚苯乙烯的化学式为 。
②某次测定过程中,将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后,测的溶液中Na+比交换前增加了4.6×10-2g/L,则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为 。
(15分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。实验室可通过Na2S、Na2CO3和SO2共同反应来制取Na2S2O3。
图1 图2
(1)写出图1所示装置中三颈瓶中由反应制取Na2S2O3的化学方程式_ ___。
如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸,则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外,还有_____(填化学式)杂质生成。
(2)为测定所得保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数,可用标准碘溶液进行滴定,反应方程式为2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6。
① 利用KIO3、KI和HCl可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式:___________________。
② 准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中,加水溶解,并滴加__ 作指示剂,用所配制的标准碘溶液滴定。滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外,还有_____。
③ 若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(3)本实验对Na2S的纯度要求较高,利用图2所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯步骤依次为:
① 将已称量好的工业Na2S放入圆底烧瓶中,并加入一定质量的酒精和少量水;
② 按图2所示装配所需仪器,向冷凝管中通入冷却水,进 出(用字母“a”、“b”填空)水浴加热;
③ 待_____时,停止加热,将烧瓶取下;
④ ___________________________;
⑤ ________________________;
⑥ 将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S·9H2O晶体。
研究碳及其化合物有重要意义。
(1)科学家用CO2和H2生产甲醇做燃料。
已知:甲醇的燃烧热ΔH= -726.5kJ/mol;氢气的燃烧热ΔH= -285.8kJ/mol;
则常温常压下,CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(l)的热化学方程式 。
(2)460℃时,在4L密闭容器中充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定条件下反应,测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化关系如图所示。
①从反应开始到3min时,H2O(g)的平均反应速率 ,
②下列措施中既能加快反应速率又能使H2的转化率增大的是 ,
A.使用更有效的催化剂 |
B.在原容器中再充入1mol CO2 |
C.在原容器中再充入1mol He |
D.缩小容器的体积 |
E、将甲醇及时分离出来
③若该反应的焓变为ΔH,则下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。
④该条件下,此反应的化学平衡常数为 。
(3)科学家研究发现,还可以用电催化法将CO2还原为碳氢化合物。原理如下图所示(电解质溶液是一种钾盐)。若CxHy为C2H4,则该原理的总反应式为为: 。
(4)已知
化学式 |
电离平衡常数 |
HCN |
K=4.9×10-10 |
H2CO3 |
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
①25℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则c(HCN)/c(CN-)=_________。
②向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为:________________。
(15分)铝及其化合物用途广泛
(1)铝元素的离子结构示意图为
(2)下列实验能说明Al的金属性(原子失电子能力)小于Na的是 (填序号)。
a.分别将Na和Al同时放人冷水中
b.测定等物质的量的Na和A1与酸反应生成H2的体积
c.向Al(OH)3悬浊液中加人足量NaOH溶液
d.用pH计测量NaCl溶液与AlC13溶液的pH
(3)工业上,用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝,每生产1吨Al,阳极大约会损失0.6吨的石墨,则石墨被氧化为 (填化学式)。
(4)碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体和CO2该反应每转移1 mol电子,吸热a kJ,该反应的热化学方程式为____
(5)室温下,往0.2 mol·L-1 Al2 ( SO4)3溶液中逐滴加人1.0 mol·L-1 NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示
①a点溶液呈酸性的原因是(用离子方程式表示)_______
②c→d时,A1元素的主要存在形式是 (填化学式)
③根据图中数据计算,A1(OH)3的KSP ≈ 。
高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。
(1)上述流程中可以循环使用的物质有 、 (写化学式)。
(2)若不考虑制备过程中的损失与物质循环,则1 mol MnO2可制得 mol KMnO4;反应中二氧化锰的主要作用是 (“氧化剂”、 “还原剂”、“催化剂”)。
(3)操作I的名称是 ;操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在 (填性质)上的差异,采用 (填操作步骤)、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。
(4)写出母液中加入生石灰苛化时的反应总的离了方程式 .
(5)该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要制备纯净的CO2,所需试剂最好选择(选填代 号) 。
A.石灰石 | B.稀HC1 | C.稀H2SO4 | D.纯碱 |
所需气体发生装置是 (选填序号)。
CuCl是应用广泛的有机合成催化剂,可采取不同方法制取。
方法一 铜粉还原CuSO4溶液
已知:CuCl难溶于水和乙醇,在水溶液中存在平衡:CuCl(白色)+ 2Cl- [CuCl3]2-(无色溶液)。
(1)将废铜板浸入热的H2SO4溶液中,并通入空气,可以生成CuSO4。该反应的离子方程式为 。
(2)①中,“加热”的目的是 ,当观察到 现象,即表明反应已经完全。
(3)②中,加入大量水的作用是 。
(4)潮湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化。上述流程中,为防止水解和氧化所添加的试剂或采取的操作是 。
方法二 铜电极电解饱和食盐水(实验装置如图)
(5)阳极的电极反应式为 。
(6)实验开始时,阳极附近没有产生CuOH沉淀的原因是 。(已知:Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(CuOH)=1.2×10-14)
Al2O3、Al(OH)3都是重要化工原料。根据要求回答问题:
Ⅰ、电解法制高品质Al(OH)3装置如下(中间用离子交换膜隔开):
4Na[Al(OH)4]+2H2O4Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑
(1)产物Al(OH)3在 区(填“阴极”或“阳极”)沉积;
(2)电解中转移2mol e—时,将制得__________mol的Al(OH)3。
Ⅱ、制取纳米Al2O3需要纯净的硫酸铝。现有0.05mol·L-1硫酸铝溶液,经检测,含有Fe2+、Fe3+。可按下述操作提纯:往溶液中加足量H2O2充分反应,再用试剂X调节溶液pH=3.5。(室温下,0.1mol·L-1的Fe2+、Al3+开始沉淀的pH分别为7.0和3.7,Fe3+完全沉淀的pH=3.2)
(3)纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体。则纳米氧化铝的直径约为_________m。
(4)检验硫酸铝溶液含有Fe3+时,所采用的试剂及现象是_____________________。
(5)往溶液中加入H2O2的作用是 (用离子方程式表示)。
(6)加入的X试剂(填选项编号)是 。
A.CuO | B.Al(OH)3 | C.NaOH | D.NaHCO3 |
若调节后溶液的pH偏离3.5,可能带来的后果是__________________________。
工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下:
已知: Cu2O + 2H+ =" Cu" + Cu2+ + H2O
沉淀物 |
Cu(OH)2 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
开始沉淀pH |
5.4 |
4.0 |
1.1 |
5.8 |
沉淀完全pH |
6.7 |
5.2 |
3.2 |
8.8 |
(1)反应I中如果Cu2O与 Fe2O3之间恰好完全反应,则发生反应的化学方程式为:__________________
(2)用NaClO调pH=x是此工艺流程中的最佳选择。
①选择NaClO的理由是:____________________________________________________
②生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质,写出该反应的离子方程式为: ____________________
(3)测定pH=y的仪器是___________________
(4)如果某次测定pH=y的操作失误,将适量NaOH溶液滴加到0.02mol·L-1CuSO4溶液中,致使溶液中Cu2+浓度降至原来的百分之一,则溶液的pH为 ____。(已知常温下,Cu(OH)2的溶度积常数Ksp=2×10-20)
(5)电解初期阳极的电极反应式为________________________________