【题目】如图为一“铁链”图案,小明在图案上分别写了H2、CO2、Na2O、NaCl、FeCl3五种物质,图中相连的两种物质均可归属为一类,相交部分A、B、C、D为其相应的分类依据代号。请回答下列问题:
(1)请将分类依据代号填入相应的括号内:
(_____)两种物质都不是电解质
(_____)两种物质都是钠的化合物
(_____)两种物质都是氧化物
(_____)两种物质都是盐
(2)用洁净的烧杯取少量蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入上图中某种物质M的饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色.
①物质M的化学式为___。
②证明有红褐色胶体生成的实验操作是__。
(3)以下A~D四个涉及H2O2的反应,请填空:
A.Na2O2+2HCl=H2O2+2NaCl
B.Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2=2H2O+O2↑
D. H2O2+KMnO4+H2SO4→MnSO4+K2SO4+H2O+O2↑
①配平D方程式,系数填在方框内__;该反应的还原剂是__;
②H2O2既体现氧化性,又体现还原性的反应是__,H2O2既不作氧化剂又不作还原剂的反应是__。(请用代号作答)
③请用双线桥法表示B反应中电子转移的方向和数目:__。
【答案】A C B D FeCl3 用一束光照射烧杯中的物质,若能发生丁达尔效应,证明生成了Fe(OH)3胶体 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O H2O2 C A
【解析】
(1)A表示的是两种物质都不是电解质,B表示的是两种物质都是氧化物,C表示的是两种物质都是钠的化合物,D表示的是两种物质都是盐。
(2)五种物质中,只有FeCl3在水溶液中可以形成胶体,制备氢氧化铁胶体时,应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,并继续煮沸。
(3)A.Na2O2+2HCl=H2O2+2NaCl,H2O2是复分解反应的产物,既不作氧化剂又不作还原剂;
B.Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O,H2O2是还原剂;
C.2H2O2=2H2O+O2↑,H2O2既体现氧化性,又体现还原性;
D. H2O2+KMnO4+H2SO4→MnSO4+K2SO4+H2O+O2↑
配平时,依据化合价升高与降低总数相等,首先确定H2O2和KMnO4的化学计量数,然后依据质量守恒配其它物质的化学计量数;
双线桥法表示B反应中电子转移的方向和数目:。
(1)氢气属于单质,电解质必须是化合物,不属于电解质的范畴,二氧化碳的水溶液能导电,是生成的碳酸导电,二者不属于电解质,含有钠元素的化合物是氧化钠和氯化钠,二氧化碳和氧化钠中有两种元素组成,一种是氧元素,属于氧化物,氯化钠和氯化铁是能电离出酸根阴离子和金属阳离子的化合物,属于盐类,答案为:A;C;B;D;
(2)①用洁净的烧杯取少量蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入氯化铁的饱和溶液,继续煮沸可制得一种红褐色氢氧化铁胶体,M的化学式为:FeCl3;②胶体具有丁达尔现象,溶液没有,所以可以用一束光照射烧杯中的物质,若能发生丁达尔效应,证明生成了Fe(OH)3胶体。答案为:FeCl3;用一束光照射烧杯中的物质,若能发生丁达尔效应,证明生成了Fe(OH)3胶体;
(3)①KMnO4中Mn的化合价为+7价,反应后变成了MnSO4,化合价变成+2,Mn元素化合价降低被还原,化合价降低了5价;H2O2中氧元素化合价为-1价,反应后变成了0价的O,化合价升高了1价,1分子双氧水反应,至少化合价升高2价,化合价变化的最小公倍数为10,所以KMnO4的计量数为2,双氧水的计量数为5,然后利用观察法配平其它物质,配平后的方程式为2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O,反应中双氧水中的O被氧化,双氧水为还原剂,故答案为:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+5O2↑+ 8H2O;H2O2;
②A.Na2O2+2HCl=H2O2+2NaCl,是一个非氧化还原反应,双氧水既不是氧化剂,也不是还原剂;
B.Ag2O+H2O2=2Ag+O2+H2O,Ag2O被还原成单质银,H2O2仅表现为还原性,其中氧元素转化为O2;
C.2H2O2=2H2O+O2↑,过氧化氢的分解反应,是一个自身氧化还原反应,H2O2既表现了氧化性,又表现了还原性;
D.H2O2+KMnO4+H2SO4→ MnSO4+K2SO4+H2O+O2↑,双氧水在反应中O元素的化合价由-1变成0,化合价升高被氧化,双氧水仅做还原剂;
所以H2O2既体现氧化性,又体现还原性的反应是C;H2O2既不做氧化剂又不做还原剂的反应是A。故答案为:C;A;
③Ag2O+H2O2=2Ag+O2+H2O,Ag2O被还原成单质银,得2e-;H2O2仅表现为还原性,其中氧元素转化为O2;失2e-,反应中电子转移的方向和数目用双线桥法表示为。故答案为:。
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【题目】碳酸盐在无机试剂制备中应用广泛。某研究小组用如下两种方法制备FeCO3。已知: FeCO3 是白色固体,难溶于水。
I.研究小组用炼铁厂的铁矾渣制备FeCO3,铁矾渣主要含有K2Fe6(SO4)4(OH)12、ZnO、Fe2O3及少量的CaO、MgO、 SiO2 等。
(1)试剂1是过量的_______,滤渣 2的成分是__________ (写化学式);
(2)“沉铁”发生反应的离子方程式是____________;
(3)沉铁后的滤液经“操作a”,再经过“过滤、 洗涤、干燥”得到皓矾(ZnSO4·7H2O),“操作a”是__,取28.70g皓矾(ZnSO4·7H2O)加热,剩余固体的质量变化如图,100°C时所得固体的化学式____。
II.研究小组又采用如下装置制取FeCO3 (C后及夹持装置略)。操作的关键是向Na2CO3溶液(pH=12.11)通入一段时间CO2至溶液pH为7,再滴加一定量FeSO4溶液,产生白色沉淀。
(1)画出装置B______________,B中所用试剂为______________;
(2)先向1mol/L Na2CO3溶液中通入CO2的目的是_________________________;
(3)FeCO3溶于乳酸[CH3CH(OH)COOH]能制得可溶性乳酸亚铁补血剂,该实验小组用KMnO4测定补血剂中亚铁含量进而计算乳酸亚铁的质量分数,发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因是_______________(不考虑操作不当引起的误差)。
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【题目】硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为主要原料制备NaBH4,其流程如下:
已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点:33℃)。
(1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气,该操作的目的是_____,原料中的金属钠通常保存在____中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_____,_____,玻璃片和小刀等。
(2)请配平第①步反应的化学方程式:□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2=□NaBH4+□Na2SiO3 ______________
(3)第②步分离采用的方法是______;第③步分离(NaBH4)并回收溶剂,采用的方法是______。
(4)NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g),在25℃,101kPa下,已知每消耗3.8克NaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是_______。
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【题目】有关晶体的叙述中正确的是( )
A.在SiO2晶体中,由Si、O构成的最小单元环中共有8个原子
B.在28g晶体硅中,含Si﹣Si共价键个数为4NA
C.金刚石的熔沸点高于晶体硅,是因为C﹣C键键能小于Si﹣Si键
D.镁型和铜型金属晶体的配位数均为12
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【题目】将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液浸润后,置于如图装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
A.铁被氧化的电极反应式为Fe–3e=Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
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【题目】原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,X基态原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y基态原子的2p原子轨道上有3个未成对电子,Z是地壳中含量最多的元素,W的原子序数为24。
(1)W基态原子的核外电子排布式为___________,元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表达);
(2)与XYZ-互为等电子体的化学式为___________;
(3)1molHYZ3分子中含有σ键的数目为___________;
(4)YH3极易溶于水的主要原因是___________。
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【题目】2-苯基丙烯酸(俗名阿托酸)是一种重要的医药中间体、材料中间体,可用下列方法合成。首先,由A制得E,过程如下:
已知:i.CH3CH2Br+NaCNCH3CH2CN+NaBr
ii.CH3CH2CNCH3CH2COOH
(1)烃A的名称是___。D的同分异构体中,能发生银镜反应的芳香族化合物有多种,任写一种该类同分异构体的结构简式___。写出反应④的化学方程式___。
又已知,iii:R—CH2—COOCH2R’+HCOOCH2R”+R”—CH2OH
然后,通过下列路线可得最终产品:
(2)检验F是否完全转化为G的试剂是___。反应⑤的化学方程式是___。
(3)路线二与路线一相比不太理想,理由是___。
(4)设计并完善以下合成流程图___。
(合成路线常用的表示方式为:AB……目标产物)
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【题目】(15分)甲烷水蒸气催化重整(SMR)是传统制取富氢混合气的重要方法,具有工艺简单、成本低等优点。
回答下列问题:
(1)已知1000 K时,下列反应的平衡常数和反应热:
①CH4(g)C(s)+2H2(g) K1=10.2 ΔH1
②2CO(g)C(s)+CO2(g) K2=0.6 ΔH2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K3=1.4 ΔH3
④CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) K4 ΔH4(SMR)
则1000 K时,K4=____________;ΔH4=_________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3来表示)。
(2)在进入催化重整装置前,先要对原料气进行脱硫操作,使其浓度为0.5 ppm以下。脱硫的目的为______________。
(3)下图为不同温度条件下电流强度对CH4转化率的影响。由图可知,电流对不同催化剂、不同温度条件下的甲烷水蒸气催化重整反应均有着促进作用,则可推知ΔH4____0(填“>”或“<”)。
(4)下图为不同温度条件下6小时稳定测试电流强度对H2产率的影响。由图可知,随着温度的降低,电流对H2产率的影响作用逐渐____________(填“增加”“减小”或“不变”),600 ℃时,电流对三种催化剂中的____________(用图中的催化剂表示式回答)影响效果最为显著,当温度高于750 ℃时,无论电流强度大小,有无催化剂,H2产率趋于相同,其原因是______________。
(5)我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究,通常认为该反应分两步进行。第一步:CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氢物种),其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上,如CH4→Cads/[C(H)n]ads+(2–)H2;第二步:碳(或碳氢物种)和H2O反应生成CO2和H2,如Cads/[C(H)n]ads +2H2O→CO2 +(2+)H2。反应过程和能量变化残图如下(过程①没有加催化剂,过程②加入催化剂),过程①和②ΔH的关系为:①_______②(填“>”“<”或“=”);控制整个过程②反应速率的是第_______步,其原因为____________________________。
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【题目】SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:
①尿素水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:___。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式:___。
③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:__。
④尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60g·mol-1)含量的方法如下:取ag尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的v1mLc1mol·L-1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mLc2mol·L-1NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是__。
(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:
NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是__。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__。
③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:___□15NNO+□H2O___。
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