【题目】氮化钙(Ca3N2)氮化钙是一种棕色粉末,在空气中氧化,遇水会发生水解,生成氢氧化钙并放出氨。某化学兴趣小组设计制备氮化钙的实验如下:
Ⅰ.氮化钙的制备
(1)连接装置后,检查整套装置气密性的方法是_______________________________________。
(2)装置A中每生成标准状况下4.48LN2,转移的电子数为___________________。
(3)装置B的作用是吸收氧气,则B中发生反应的离子方程式为______________________。装置E的作用是______________________。
(4)实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;_____________________(请按正确的顺序填入下列步骤的代号)。
①点燃D处的酒精喷灯; ②打开分液漏斗活塞; ③点燃A处的酒精灯; ④停上点燃A处的酒精灯;⑤停止点燃D处的酒精喷灯
(5)请用化学方法确定氮化钙中含有未反应的钙,写出实验操作及现象_________________。
【答案】关闭分液漏斗活塞,向E中加水,没过长导管,微热烧瓶E中有气泡停止加热导管末端形成一段水柱 0.6NA 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 吸收空气中水蒸气、防止进入D中 ②③①⑤④ 取少量产物于试管,加入水,用排水法收集到无色气体则含钙
【解析】
制备Ca3N2应用N2与Ca反应,首先制备N2,Ca3N2在空气中氧化,遇水会发生水解,因此需要除去N2中的水蒸气,以及防止空气中氧气和水蒸气的进入,据此分析;
(1)检验装置的气密性,操作方法是:关闭分液漏斗的活塞,向E装置中加水,没过长导管,用酒精灯微热圆底烧瓶,E中长导管有气泡冒出,撤去酒精灯,E中长导管有一段水柱存在,说明气密性良好;
答案为:关闭分液漏斗的活塞,向E装置中加水,没过长导管,用酒精灯微热圆底烧瓶,E中长导管有气泡冒出,撤去酒精灯,E中长导管有一段水柱存在,说明气密性良好;
(2)生成N2的离子方程式为NO2-+NH4+N2↑+2H2O,根据反应方程式,转移3mol电子,生成标准状况下的气体22.4L,则生成4.48L气体,转移电子的物质的量为=0.6mol,即转移电子数0.6NA;
答案为0.6NA;
(3)装置B的作用是吸收氧气,利用O2的氧化性将Fe2+氧化,即离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;Ca3N2遇水发生水解,因此装置E的作用是吸收空气中的水蒸气,防止进入D中;
答案为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;吸收空气中的水蒸气,防止进入D中;
(4)检查装置气密性后,因为Ca是活泼金属,容易与O2反应,因此首先利用N2排除装置中空气,即先打开分液漏斗的活塞,然后点燃A处的酒精灯,当排除装置的空气后,再点燃D处酒精喷灯,当反应完毕后,熄灭D处酒精灯,让Ca3N2在N2中冷却下来,最后熄灭A处的酒精灯,即顺序是②③①⑤④;
答案为②③①⑤④;
(5)Ca3N2与水反应Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑,如果含有Ca,Ca也能水反应:Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑,NH3极易溶于水,H2不溶于水,因此操作是取少量产物于试管中,加入水,用排水法收集到无色气体,则含有钙;
答案为取少量产物于试管中,加入水,用排水法收集到无色气体,则含有钙。
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【题目】(1)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为________形,从电子云重叠方式看共价键的类型有________种;固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
(2)某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为__。
图1 FexNy晶胞结构示意图图2转化过程的能量变化
(3)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=0.446 nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与O间的最短距离为__ nm,与K紧邻的O个数为____。
(4)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于_______位置,O处于______位置。
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【题目】将所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置并进行蒸馏,可得到汽油和煤油。
(1)图中A、B、C三种仪器的名称分别是:A、______;B、______;C、______。
(2)将以上仪器按(一)→(六)顺序,用字母a,b,c…表示连接顺序:
e接____;h接____;k接l;b接____;____接____。
(3)A仪器中的c口用于______,d口用于______。
(4)蒸馏时,温度计水银球的位置应在________________。
(5)在B中注入原油后,加几片碎瓷片的目的是________________。
(6)给B加热,收集到沸点为60℃~150℃间的馏分是______,收集到150℃~300℃间的馏分是______。
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【题目】今年是门捷列夫发现元素周期律 150 周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z 为短周期主族元素,W 原子最外层电子数是其内层电子数的 3 倍。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W>X
B.最高价氧化物的水化物酸性:Y>Z
C.气态氢化物沸点:Z>W
D.气态氢化物热稳定性:Z<W
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【题目】多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
回答下列问题:
Ⅰ.硅粉与在300℃时反应生成气体和,放出热量,该反应的热化学方程式为_____________。的电子式为__________________。
Ⅱ.将氢化为有三种方法,对应的反应依次为:
①
②
③
(1)氢化过程中所需高纯度可用惰性电极电解溶液制备,写出产生的电极名称______(填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为_______________。
(2)反应③的_______________(用,表示)。
(3)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除、和外,还有______(填分子式)。
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【题目】在含镍酸性废水中用电解法可以实现铁上镀镍并得到氯化钠,其装置如图所示,下列叙述错误的是
A. 待镀铁棒为阴极
B. 选用镍棒替换碳棒,镀镍效果更好
C. 通电后中间隔室的NaCl溶液浓度增大
D. 阳极的电极反应式为4OH- — 4e-=O2↑+2H2O
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【题目】某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质。请填写下列空白:
Ⅰ.测定过氧化氢的含量
(1)移取10.00 mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250 mL_______(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式为________。
(3)判断滴定到达终点的现象是_________________________。
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为____________。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果_________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。(实验条件:试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选。)
请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
实验内容 | 实验方法 | 实验现象 |
验证氧化性 | ____________ | ____________ |
验证不稳定性 | ____________ | ____________ |
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【题目】一定条件下,在密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )
①X、Y、Z的物质的量之比是1∶2∶2
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
A. ①②B. ①④C. ②③D. ③④
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【题目】如图所示,向A和B中都充人2molX和2molY,起始VA=0.8a L,VB=a L保持温度不变,在有催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)达到平衡时,VA=0.9a L,则下列说法错误的是 ( )
A. 两容器中达到平衡的时间A<B
B. 打开K达到新平衡后,升高B容器温度,A容器体积相比原平衡状态时一定增大
C. A容器中X的转化率为25%,且比B容器中的X的转化率小
D. 打开K一段时间达平衡时,A的体积为0.8a L(连通管中的气体体积不计)
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