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、[化学—选修3:物质结构与性质] 化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用。
(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7,其中1/3的Cu以罕见的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置为____ ,基态Cu3+的核外电子排布式为_ _______。
(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明,若构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性。下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为____(填选项字母)。
A.V2O5 | B.CrO2 | C.PbO | D.ZnO |
(3)屠呦呦因在抗疟药——青蒿素研究中的杰出贡献,成为首获科学类诺贝尔奖的中国人。青蒿素的结构简式如图l所示,其组成元素的电负性由大到小的顺序为 ;碳原子的杂化方式有____ 。
(4)“可燃冰”因储量大、污染小被视为未来石油的替代能源,由甲烷和水形成的“可燃冰”结构如图2所示。
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力为 。
②H2O的VSEPR模型为 ,比较键角的大小:H2O CH4(填“>”“<”或“=”),原因为 。
(5)锂离子电池在便携式电子设备以及电动汽车、卫星等领域显示出广阔的应用前景,该电池负极材料为石墨,石墨为层状结构(如图3),其晶胞结构如图4所示,该晶胞中有 个碳原子。已知石墨的层间距为apm,C-C键长为b pm,阿伏伽德罗常数的值为NA,则石墨晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
3、(1)已知一氧化碳与水蒸气的反应为: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
在427 ℃ 时的平衡常数是9。如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0. 01 mol/L,则一氧化碳在此反应条件下的转化率为___________。
(2)规律是对经常出现的客观现象的归纳。规律越普遍,适用性或预言性也就越强,然而,任何规律都有其适用范围。
① 某同学在实验中发现,将H2S气体通入CuSO4溶液中,生成了黑色沉淀。请写出反应的化学方程式 ____________。
② 酸性强弱除与物质的本性有关外,还与溶剂有关,如CH3COOH与HF在液氨中可完全电离。在液氨中,反应CH3COONa + HCl = NaCl + CH3COOH _______(填“能”或“不能”)发生,理由是______________。
4、将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源,还能防治空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)右图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,
请判断该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中 所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受电子对形成,SO42-的空间构型是 ,该物质中N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+ 的配位数是 ,
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
5、(1)1mol 高聚物与足量NaOH溶液反应,最多可消耗NaOH_____mol
(2)酯可与水发生水解反应,也可以与醇发生跟水解反应类似的醇解反应。请写出丙烯酸乙酯CH2=CHCOOCH2CH3 与 CH318OH 发生醇解的化学方程式_____
6、请按要求完成下列问题。
(1)向酸性高锰酸钾溶液中通入二氧化硫气体,高锰酸钾被还原为硫酸锰(请书写离子方程式)__。
(2)向酸性硫酸亚铁溶液中滴加过量双氧水(请书写离子方程式)__。
(3)将四氧化三铁溶于过量的稀硝酸(请书写离子方程式)__。
(4)乙醇被硫酸酸化的重铬酸钾溶液氧化成乙酸,重铬酸钾被还原为硫酸铬(请完成化学方程式)__。
(5)S+NaOH=Na2Sx+Na2S2O3+H2O用含x的代数式配平方程式__。
7、用钴酸锂(LiCoO2) 代替锂是锂电池的巨大突破之一、工业上可用LiOH制备LiCoO2。完成下列填空:
(1)锂原子核外的3个电子_______(选填选项)
A.具有两种能量
B.分占三个轨道
C.具有两种运动状态
D.电子云形状相同
(2)请将Li、O、H的原子半径和简单离子的半径分别按由小到大的顺序排列:_______(用元素符号表示)、_______(用离子符号表示)。
(3)如何证明LiOH是离子化合物?_______。
(4)元素周期表中,钴、铁同族且都属于过渡元素,可在这一区域的元素中寻找_______(选填选项)
A.半导体材料
B.催化剂
C.高效农药
D.耐高温、耐腐蚀合金材料
(5)将LiCoO2、石墨和稀硫酸构成电解池,LiCoO2可转化成Li2SO4和CoSO4,LiCoO2作_______极,该电极上还可能发生副反应生成某气体,该气体是_______。
(6)LiCoO2可转化为CoC2O4·2H2O。加热CoC2O4·2H2O,固体残留物质量变化如图所示。
600℃之前隔绝空气加热,600℃之后在空气中加热,A、B、C三点的产物均为纯净物。已知M(CoC2O4·2H2O)=183,则B生成C的化学方程式是:_______。
8、(1)比较非金属性强弱:C______Cl(填“>”、“<”或“=”),用一个化学方程式说明:______。
(2)Mg2C3可以和水作用生成丙炔,试写出Mg2C3的电子式______。
(3)写出乙醇钠溶液中加入盐酸的化学方程式______。
9、
I.如图所示为晶体A的结构,已知晶体A仅由一种元素X组成。X的一种单质可由金属镁与XY2气体加热反应获得。请回答下列问题:
(1)晶体A的名称为__________。
(2)晶体A中X原子的杂化方式为________。
(3)每个A原子参与形成______个6元环。
(4)将每个X原子视为一个球,若X原子的半径为R,1个晶胞中X原子的总体积为V,设一个晶胞的体积为V0,定义堆体积系数α=,则该晶体的堆积系数α=_____(保留1位有效数字,取
,π≈3)
(提示:图中箭头标记的两个原子是相切的,两个原子球心分别位于立方体晶胞顶点和立方体晶胞体对角线四等分点)
II.由分子光谱测得的断裂1个化学键所需的能量称为光谱解离能(D0),1个化学键包含的原子相互作用能称为平衡解离能(D1),两者的关系为
实验测得X-X键振动频率γ=2×1014Hz;
普朗克常数h=6×10-34J·s
阿伏伽德罗常数NA=6×1023mol-1
X为光谱常数。平衡解离能的计算式为;
由实验测得D1=6×10-19J;
用阿伏加德罗常数NA乘D0得到断裂1mol化学键所需的能量E,E称为键能:E=NAD0。
请回答下列问题:
(1)X-X键的键能为______kJ/mol。
(2)1mol晶体A中有_____molX-X键。
(3)原子化热的定义为:断裂lmol晶体中所有化学键需要吸收的热量。原子晶体的原子化热类似于离子晶体的晶格能,那么晶体A的原子化热为______kJ/mol。
10、叠氮化钠(NaN3)是汽车安全气囊最理想的气体发生剂原料。下面是工业水合肼法制备叠氮
化钠的工艺流程:
已知 NaN3 能与 AgNO3 反应生成白色难溶于水的 AgN3;Ag2CrO4 呈红色,可溶于水。有关物质的物理性质如下表:
| 熔点℃ | 沸点℃ | 溶解性 |
CH3OH | -9 | 64.7 | 与水互溶 |
水合肼(N2H4•H2O) | 2 | 113.5 | 与水、醇互溶,不溶于乙醚和氯仿 |
亚硝酸甲酯(CH3ONO) | -17 | -12 | 难溶于水,可溶于乙醇、乙醚 |
NaN3 | 275 | 300 | 易溶于水,难溶于乙醇 |
请回答:
(1)步骤Ⅰ中NaNO2 与稀硫酸发生副反应生成两种气体(其中一种气体在空气中可以转化为另一种气体)的离子方程式为_____;步骤Ⅱ中生成 NaN3 的化学方程式为_____
(2)实验室模拟步骤Ⅱ实验装置如图(装置中冷却水省略,下同):根据实验发现温度在 20℃左右反应的选择性和转化率最高,但是该反应属于放热反应,因此需要采取的措施是_____。
(3)步骤Ⅱ、Ⅲ中制备叠氮化钠并对溶液 A 进行蒸馏的合理操作顺序是_____。
①打开 K1、K2,关闭 K3 ②打开 K3 ③加热 ④关闭 K1、K2
(4)步骤Ⅳ对溶液B 加热蒸发至溶液体积的 1/3,NaN3 结晶析出。
①步骤Ⅴ最好选用_____洗涤晶体。
A.水 B.乙醇 C.乙醚
②沉淀滴定法测定产品纯度,是以淡黄色 K2CrO4 溶液作指示剂,将 AgNO3 标准溶液滴入样品溶液, 滴定终点现象为_________。AgNO3 溶液要装在_____滴定管里进行滴定。下列说法正确的是_____。
A.滴定管和移液管管尖不可接触锥形瓶内壁
B.滴定时滴液速度应先快后慢,接近终点时一滴一摇
C.滴定过程中可用蒸馏水将锥形瓶壁上粘附的溶液冲下
D.若发现滴液过量,可回滴样品溶液
E.若未等滴定管液面稳定就读数会导致测定结果偏高
11、将24.5gKClO3固体与8.7gMnO2固体混合加热片刻,得到标况下VL气体,冷却后固体质量为25.52g;再将剩余固体溶于水并加入足量亚硝酸钠和硝酸银溶液,再加足量的稀硝酸,过滤、洗涤、干燥得到m克固体。求:
(1)标准状况下气体体积V为___。
(2)最后所得固体质量m为___g。
12、为回收利用含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等),科研人员研制了一种回收镍的新工艺。工艺流程如图:
已知:①常温下有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
②Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
③常温时,Ksp(CaF2)=2.7×10-11
回答下列问题:
(1)写出酸浸时Fe2O3和硫酸反应的化学方程式:__。
(2)浸出渣主要成分为CaSO4·2H2O和__两种物质。
(3)操作B是除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH在3.7~7.7范围内,静置,过滤。请对该实验操作进行评价并说明理由:__(若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。
(4)流程中的“副产品”为__(填化学式)。在空气中灼烧CuS可以得到铜的氧化物,向Cu、Cu2O、CuO组成的混合物中加入1L0.6mol·L-1HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2240mLNO气体(标准状况下),若该混合物中含0.1molCu,与稀硫酸充分反应至少消耗__molH2SO4。
(5)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3mol·L-1,则溶液中=__。
(6)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:
①碱性条件下,Cl-在阳极被氧化为ClO-。生产1molClO-,消耗OH-__mol。
②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀,则该步反应的离子方程式为__。
13、今年6月比亚迪正式发布刀片电池,大幅度提高了电动汽车的续航里程可媲美特斯拉,刀片电池采用磷酸铁锂技术。可利用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(难溶性亚铁盐),还含有少量MgO等杂质]来制备LiFePO4和Li4Ti5O12等锂离子电池的电极材料,工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式 _______。
(2)TiO2•xH2O沉淀与双氧水、氨水“反应”转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示:
反应温度过高时,Ti元素浸出率变化的原因是 ________。
(3)“滤液②”中含有的金属离子是 _______;加入双氧水和磷酸使Fe3+恰好沉淀完全,即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1,此时溶液中 c(PO43-)=________。(FePO4的 Ksp=1.3×10 -22)
(4)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式______。
(5)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为_____。
(6)作为刀片电池正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如图,则正极电极反应式是_________。