【题目】氯化亚铜(CuCl)是一种重要的化工产品。它不溶于H2SO4、HNO3 和醇,微溶于水,可溶于浓盐酸和氨水,在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2(OH)4-nCln],n随着环境酸度的改变而改变。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如图:
(1)还原过程中主要反应的离子方程式为_______。
(2)实验室为了加快过滤速度,往往采用抽滤的操作(如图)。仪器A的名称__________,有关抽滤,下列说法正确的是__________
A.抽滤完毕,应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡胶管,再关闭水龙头,最后将滤液从吸滤瓶上口倒出
B.在布氏漏斗中放入滤纸后,直接用倾析法转移溶液和沉淀,再打开水龙头抽滤
C.在抽滤装置中洗涤晶体时,为减少晶体溶解损失,应使洗涤剂快速通过滤纸
D.减压过滤不宜用于过滤胶状或颗粒太小的沉淀
(3)操作1为马上再洗涤,然后在真空干燥机内于70℃干燥2h,冷却、密封包装。其中最合理的洗涤试剂__________
A. 浓盐酸 B. 浓氨水 C. 无水乙醇 D. 水+乙醇
真空干燥的原因是___________。
(4)随着pH减小,Cu2(OH)4-nCln中铜的质量分数__________
A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 不能确定
【答案】2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+ 吸滤瓶 AD C 防止CuCl在潮湿空气中水解、氧化 C
【解析】
海绵铜加入硫酸和硝酸铵溶解得到溶液主要是硫酸铜,硫酸铵等,加入亚硫酸铵还原硫酸铜、加入氯化铵氯化发生反应2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O=2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4,过滤得到固体为CuCl,滤液主要是硫酸铵和硫酸,然后利用题干信息,结合物质的性质及要求分析解答。
(1)向含有Cu2+的溶液中加入酱油还原作用的(NH4)2SO3、NH4Cl,发生还原,产生CuCl沉淀,同时产生硫酸,反应的离子方程式为2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O═2CuCl↓+SO42-+2H+;
(2)根据仪器A的结构可知该仪器名称是吸滤瓶;
A.抽滤完毕,应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡胶管,再关闭水龙头,以防止倒吸现象的发生,最后将滤液从吸滤瓶上口倒出,A正确;
B.在布氏漏斗中放入滤纸后,用玻璃棒引流移溶液和沉淀,再打开水龙头抽滤,B错误;
C.在抽滤装置中洗涤晶体时,应将洗涤剂缓慢通过滤纸,让洗涤剂和晶体充分接触,C错误;
D.颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层致密的沉淀,溶液不易透过,所以减压过滤不宜用于过滤胶状或颗粒太小的沉淀,D正确;
故合理选项是AD;
(3)操作1为马上再洗涤,目的是为了洗去表面的杂质,为快速干燥,要用酒精洗涤,然后在真空干燥机内于70℃干燥2h,冷却、密封包装,故合理选项是C;
真空干燥的目的防止CuCl在潮湿空气中水解氧化;
(4)随着平pH值减小,[Cu2(OH)4-nCln]中4-n减小,n增大,则铜的含量减小,故合理选项是C。
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【题目】二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。
Ⅰ.从热力学角度研究反应
(1) C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
写出CO 还原SO2的热化学方程式:_________________。
(2)关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是______。
A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态
B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2)
C.其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大
D.在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变
Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO,有人提出用活性炭对NOx进行吸附,发生反应如下:
反应a:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ/mol
反应b:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-64.2kJ/mol
(3)对于反应a,在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
时间(min) 浓度(mol·L-1) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=___________,当升高反应温度,该反应的平衡常数K___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据上表中的数据判断改变的条件可能是___________(填字母)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
(4)①某实验室模拟反应b,在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体,维持温度为T2℃,如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析,1050kPa前,反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_____________;在1100kPa时,NO2的体积分数为___________。
②用某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T2℃、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=___________(计算表达式表示);已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。
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【题目】某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。通电后,溶液中产生白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是( )
A. 电源中a为负极,b为正极
B. 电解池中的电解液不可以是NaCl溶液
C. B电极发生的反应:2H++2e-===H2↑
D. A、B两端都必须使用铁作电极
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【题目】肉桂酸()主要用于香精香料、食品添加剂、有机合成等方面,它的合成原理为+CH3COOH
主要试剂及其物理性质:
名称 | 相对分 子质量 | 性状 | 密度/ (g·cm-3) | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解度/(g/100 mL溶剂) | ||
水 | 醇 | 醚 | ||||||
苯甲醛 | 106 | 无色 液体 | 1.044 | -26 | 178~179 | 微溶 | 溶 | 溶 |
乙酸酐 | 102 | 无色 液体 | 1.082 | -73 | 138~140 | 反应 | 溶 | 难溶 |
肉桂酸 | 148 | 白色 粉末 | 1.248 | 133~134 | 300 | 微溶 | 溶 | 溶 |
试剂用量:
试剂名称 | 苯甲醛 | 乙酸酐 | 无水碳酸钾 | 10%氢氧化钠 | 浓盐酸 | 活性炭 |
试剂用量 | 3.0 mL | 5.5 mL | 4~5 g | 40 mL | 25 mL | 1.0 g |
实验仪器如下:
请回答下列问题:
(1)实验准备阶段:在组装实验仪器前要确保反应回流装置彻底干燥,其原因是:_______。
(2)将3.0 mL苯甲醛、5.5 mL乙酸酐和4.00 g无水碳酸钾依次加人250 mL三颈烧瓶中摇匀,烧瓶底部有白色颗粒状固体生成,上部液体无色透明,反应剧烈,有白烟冒出。搭建好回流装置后,开始加热回流。加热回流时控制反应呈微沸状态,加热温度不能太高的原因:_____。
(3)实验结束后,向三颈烧瓶中加人40 mL 10%的氢氧化钠溶液和20 mL的水,可观察到母液体系分为油相和水相。将装置改为水蒸气蒸馏装置,开始加热蒸馏,使油相中的苯甲醛随水蒸气离开母液,开始收集。加人NaOH的作用是:__________。B装置中的长玻璃导管的作用是:_______。水蒸气蒸馏装置中需要加热的仪器有____(填装置序号)。
(4)对蒸气发生器进行加热,待蒸气稳定后再通人烧瓶中的液面下,开始蒸气蒸馏,待检测馏出物中无油滴后停止蒸馏。加人1.0 g活性炭脱色,热过滤。活性炭脱色的原理是______。
(5)加入25 mL的浓盐酸,冰水浴,烧杯中有白色颗粒出现。抽滤(用冰水洗涤),烘箱干燥,称量。称重得m=0.35 g。则该反应的产率约为_____(结果精确至0.1% )。
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【题目】氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
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【题目】常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.澄清透明的溶液中:Na+、Cu2+、NO3-、Cl-
B.中性溶液中:Fe3+、NH4+、Br-、HCO3-
C.c(OH-)<的溶液中:Na+、Ca2+、ClO-、F-
D.1 mol/L的KNO3溶液中:H+、Fe2+、SCN-、SO42-
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【题目】(1)根据A~E几种烃分子的结构填空。
上述分子中属于C的同系物的是_____________(填字母序号)。
(2)随着工业的发展和社会的进步,人们日益关注环境问题。
①下列物质属于室内空气污染物的是__________________(填字母序号,下同);
A CO2 B 甲醛 C N2
②按照垃圾分类的方法,易拉罐瓶属于________________________;
A 可回收物 B 可堆肥垃圾
③工业废水需处理达标后才能排放。下列废水处理的方法合理的是__________。
A 用氯气除去废水中的悬浮物 B 用中和法除去废水中的酸
C 用明矾除去废水中的重金属离子
(3)化学是材料科学发展的基础,合理使用材料有利于人类的生产和生活。
①在一定条件下,将某种单体进行加聚反应得到一种如下图所示的导电性塑料:
则合成该塑料的单体为___________ (填字母序号,下同);
A 乙炔 B 乙烯 C 乙烷 D 甲烷
②工业炼铁通常采用的方法是__________;
A 加热分解法 B 电解法 C 高温还原法
③某同学欲探究铁在NaCl溶液、蒸馏水和空气中锈蚀的快慢,设计了如下实验。
实验序号 | A | B | C |
实验 内容 |
一周后,试管中铁钉锈蚀程度最大的是__________;
④将质量相同的铁片、铜片用导线连接后浸入硫酸铜溶液中,构成原电池,工作一段时间后铜片质量与铁片质量相差12 g,则理论上导线中通过______mol电子。
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【题目】氮及其化合物对环境具有显著影响。
(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+68 kJ/mol
则 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=__________ kJ/mol
(2)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:
第一步:2NO(g)N2O2(g)(快速平衡)
第二步:N2O2(g)+O2(g) 2NO(g)(慢反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:υ正=k1 正·c2(NO),υ 逆=k1 逆·c(N2O2),k1正、k1 逆为速率常数,仅受温度影响。下列叙述正确的是__________
A. 整个反应的速率由第一步反应速率决定
B. 同一温度下,平衡时第一步反应的越大,反应正向程度越大
C. 第二步反应速率慢,因而平衡转化率也低
D. 第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
(3)在密闭容器中充入一定量的CO和NO气体,发生反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H<0,图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系:
①温度:T1__________T2(填“>”、“<”或“=”)。
②若在D点对反应容器升温,同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的__________点(填字母)。
③某研究小组探究该反应中催化剂对脱氮率(即NO转化率)的影响。将相同量的NO和CO 以一定的流速分别通过催化剂a和b,相同时间内测定尾气,a结果如图中曲线I所示。已知:催化效率 b>a;b的活性温度约450℃。在图中画出b所对应的曲线(从300℃开始画) _______。
(4)在汽车的排气管上加装催化转化装置可减少NOx的排放。研究表明,NOx的脱除率除与还原剂、催化剂相关外,还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3+X(A、B 均为过渡元素)为催化剂,用H2还原NO的机理如下:
第一阶段:B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:I . NO(g)+□→NO(a)
II . 2NO(a)→2N(a)+O2(g) III. 2N(a)→N2(g)+2□
IV. 2NO(a)→N2(g)+2O(a) V. 2O(a)→O2(g)+2□
注:□表示催化剂表面的氧缺位,g表示气态,a表示吸附态
第一阶段用氢气还原 B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,原因是________。
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【题目】在10mL pH=4的盐酸中加水,稀释到100mL时,溶液pH为______;若加水稀释到1000mL时,溶液pH为________;若加水稀释到10000L时,溶液pH________
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