【题目】HBr是一种重要的工业原料,可以用来生产医用药品,合成染料或香料,用作石油化工的催化剂等。如图是工业制备HBr的一种生产流程:
(1)气体a是燃煤工业的烟道气和工业生产硫酸的尾气的成分,结合框图信息可判断气体a的分子式为___。混合物①中加的水为___(填“冰水”或“热水”),原因是___。
(2)试剂b为含氯的盐,b为___(用化学式表示),混合②的目的是___。第二次蒸馏后的“含c的溶液”中c为___。
(3)生产流程中操作A的名称___,实验室中蒸馏操作是在___中进行的。(填玻璃仪器名称)
(4)工业生产中制得的氢溴酸带有淡淡的黄色。于是甲、乙两同学设计了实验加以探究:①甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Fe3+,则用于证明该假设所用的试剂为___(填化学式),若假设成立可观察到的现象为___。
②乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有杂质___,用于证明该假设成立的方法为___(简单写出实验步骤)。
【答案】SO2 冰水 防止Br2和HBr挥发 BaCl2 除去氢溴酸中杂质Br2,除去反应后的 NaCl 过滤 蒸馏烧瓶 KSCN溶液 向溶液中加入少量KSCN溶液,溶液呈红色 溴单质 取少量溶液于试管中,向试管中加入少量苯,振荡摇匀后静置,若溶液上层为橙红色,则说明溶液中含有溴单质
【解析】
(1)由流程图可知,气体a中含有硫元素,且气体a是燃煤工业的烟道气和工业生产硫酸的尾气的成分,因此a为SO2;Br2具有良好的挥发性,且该反应为放热反应,因此所加的水为冰水,
故答案为:SO2;冰水;防止Br2和HBr挥发;
(2)由过滤后滤渣为BaSO4可知试剂b为钡盐,结合b为“含氯的盐”可知其为氯化钡;氢溴酸粗品中含有少量溴单质,故混合②的目的是利用Na2SO3除去Br2,其反应为:Br2+Na2SO3+H2O= Na2SO4+2HBr,反应会生成,利用氯化钡除去,其反应为:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl,由此可知c为氯化钠,
故答案为:BaCl2;除去氢溴酸中杂质Br2,除去反应后的;NaCl;
(3)操作A的目的是分离固体和液体,因此操作A为过滤;蒸馏试验中蒸馏操作是在蒸馏烧瓶中进行,
故答案为:过滤;蒸馏烧瓶;
(4)①.检验Fe3+常用KSCN溶液,Fe3+遇KSCN溶液变红;
故答案为:KSCN溶液;向溶液中加入少量KSCN溶液,溶液呈红色;
②.氢溴酸中含有少量的溴单质也会呈淡淡的黄色,若要验证其中含有溴单质,可取少量溶液于试管中,向试管中加入少量苯,振荡摇匀后静置,若溶液上层为橙红色,则说明溶液中含有溴单质,
故答案为:溴单质;取少量溶液于试管中,向试管中加入少量苯,振荡摇匀后静置,若溶液上层为橙红色,则说明溶液中含有溴单质。
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【题目】向100 mLBaCl2、AlCl3、FeCl3的混合溶液A中,逐滴加入Na2SO4和NaOH的混合溶液B,产生的沉淀和加入混合溶液B的体积关系如下图所示:
(1)加入B溶液110 mL时,溶液中的沉淀是______,溶液中的溶质是__________。
(2)从90 mL至100mL之间加入10mL B溶液时发生的离子反应方程式是:Ba2++ SO42—=BaSO4↓,Al(OH)3+ OH— =AlO2— +2H2O,溶液B中Na2SO4与NaOH的物质的量浓度之比为____;
(3)计算A溶液中AlCl3的物质的量浓度,_______________写出计算过程)
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【题目】合理利用和转化PCl5、NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。
(1)已知:P4(s) + 6Cl2(g) = 4PCl3(g) △H1= c kJmol-1
P4(s) +10Cl2(g) = 4PCl5(g) △H2= d kJmol-1
PCl3、PCl5分子的结构如图,其中实线表示化学键。若断开PCl5分子中1mol P-Cl键,平均消耗x kJ的能量,断开PCl3中1mol P-Cl键消耗1.2x kJ的能量。
①写出PCl3与Cl2反应的热化学方程式_______。(热值用c、d表示)
②断开1mol的Cl-Cl键消耗的能量为________。
(2)NOx的排放主要来自于汽车尾气,利用反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH = -34.0 kJmol-1 ;用活性炭对NO进行吸附。已知在恒压密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,测得NO的转化率随温度的变化如图2所示:
①由图2可知,反应在温度1050K之前,NO的转化率随温度升高而增大,其原因是_______;在1100K时,CO2的体积分数为___。
②用物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=________。[已知:气体分压P分=气体总压(P总)×气体物质的量分数]
(3)反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH > 0 ,在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与各自的分压有如下关系:υ(N2O4)=k1·p(N2O4);υ(NO2)=k2·p2(NO2)。其中k1、k2是与温度有关的常数,相应的速率与N2O4或NO2的分压关系如图3所示。
①在T℃时,图3中M、N点能表示该反应达到平衡状态,理由是________。
②改变温度,υ(NO2)会由M点变为A、B或C,υ(N2O4)会由N点变为D、E或F,当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,NO2和N2O4相对应的点分别是___、 ___(填字母)
(4)据报道,以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料,其原理如图4所示。
①a极发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
②电解时,b极上生成乙烯的电极反应为________。
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【题目】金刚烷是一种重要的化工原料,工业上可通过下列途径制备:
请回答下列问题:
(1)金刚烷的分子式为___________,其分子中的CH2基团有______个;
(2)如图是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线:
其中,反应④的方程式___________,反应④的反应类型是___________;
(3)已知烯烃能发生如下的反应:RCHO+R’CHO,请写出下列反应产物的结构简式:___________________。
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【题目】将大气中的氮气活化合成氨是维持地球上生命所必需的转化过程,最近我国成功研制出高效电催化固氮催化剂Mo2N,它的研制成功能有效提高氮肥生产效率。
回答下列问题:
(1)钼(Mo)位于第五周期,与铬同副族,则Mo的价电子排布式为______________。
(2)基态氮原子核外电子空间运动状态有____种,氮元素所在周期中第一电离能最大的前三种元素依次是____(按由大到小的顺序写)。
(3)氮元素能形成一系列的化合物,如NH3、HN3(结构式为)、H2NCH2COOH等。NH3的分子构型为________,HN3结构式中间两个氮原子的杂化轨道类型为________,1个HN3分子中含______个π键;H2NCH2COOH(熔点为182 ℃)、CH3CH2COOH(熔点为22 ℃)的相对分子质量几乎相同,但熔点相差很大,从物质结构的角度分析,导致该现象的主要原因是______。
(4)氮与铂元素形成的某种化合物晶胞如图所示,则该化合物的化学式为______,若该晶胞的边长为d pm,则晶体的密度为____ g/cm3。
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【题目】电动汽车以锂电池提供动力,锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技某锂电池的电池反应为:xLi+Li3-xNiCoMnO6 Li3NiCoMnO6,下列说法正确的是
A. 该电池的充、放电过程互为可逆反应
B. 放电时,电池的负极反应为Li-e-=Li+
C. 放电过程中,Li+向电池的负极移动
D. 该电池可以采用醋酸、乙醇等作为电解质溶液
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【题目】甲醇既是基本有机化工原料,又可作为燃料用于替代矿物燃料。
(1)工业上合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
平衡常数K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断该反应为 ________反应(填“吸热”或“放热”)。 某温度下,将2 molCO和6 molH2充入2 L的密闭容器中充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率为______,此时的温度为______(从表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3kJ/mol
则反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH= _____________ kJ/mol(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(3)现以甲醇燃料电池,采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72)时,实验室利用如图装置模拟该法:
①N电极的电极反应式为 ___________________________________。
②请完成电解池中Cr2O72转化为Cr3+的离子反应方程式:
Cr2O72 + ______ Fe2+ + ______ = ______ Cr3+ + ______ Fe3+ + ______
(4)处理废水时,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,当c(Cr3+)=1×105 mol/L时,Cr3+沉淀完全,此时溶液的pH=______。(已知:Ksp=6.4×1031,lg2=0.3)
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【题目】一定温度下,在2 L固定容积的密闭容器中发生反应: 2N2O5(g)4NO2(g) + O2(g)ΔH>0。反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是
A.曲线a表示NO2的物质的量随反应时间的变化
B.0-20 s内平均反应速率v(N2O5) = 0.1 mol·(L·s)-1
C.10 s时,正、逆反应速率相等,达到平衡
D.20 s时,正反应速率大于逆反应速率
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【题目】将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。回答下列问题:
(1)液滴边缘是_______(填“正”或“负”)极区,发生的电极反应为____________________________。
(2)液滴中的Cl-由_______区向_______区迁移(填“b”或“a”)。
(3)在b区出现铁锈环的原因是液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀,生成的Fe2+_____________________进一步氧化、脱水形成铁锈。
(4)若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为___________________________。
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