【题目】某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上,按如下流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。
相关信息如下:
①700℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。
②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大。
③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来,且须控制合适的蒸出量。
请回答:
(1) 下列说法正确的是________。
A.步骤Ⅰ,煅烧样品的容器可以用坩埚,不能用烧杯和锥形瓶
B.步骤Ⅲ,蒸氨促进平衡正向移动,提高MgO的溶解量
C.步骤Ⅲ,可以将固液混合物C先过滤,再蒸氨
D.步骤Ⅳ,固液分离操作可采用常压过滤,也可采用减压过滤
(2) 步骤Ⅲ,需要搭建合适的装置,实现蒸氨、吸收和指示于一体(用硫酸溶液吸收氨气)。
①选择必须的仪器,并按连接顺序排列(填写代表仪器的字母,不考虑夹持和橡皮管连接):热源→________。
②为了指示蒸氨操作完成,在一定量硫酸溶液中加指示剂。请给出并说明蒸氨可以停止时的现象________。
(3) 溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性。
①含有的杂质是________。
②从操作上分析引入杂质的原因是________。
(4) 有同学采用盐酸代替步骤Ⅱ中的NH4Cl溶液处理固体B,然后除杂,制备MgCl2溶液。已知金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围:
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Al3+ | 3.0 | 4.7 |
Fe3+ | 1.1 | 2.8 |
Ca2+ | 11.3 | - |
Mg2+ | 8.4 | 10.9 |
请给出合理的操作排序(从下列操作中选取,按先后次序列出字母,操作可重复使用):固体B→a→(___)→(___)→(___)→(___)→(___)→(___)→MgCl2溶液→产品。
a.用盐酸溶解 b.调pH=3.0 c.调pH=5.0 d.调pH=8.5
e.调pH=11.0 f.过滤 g.洗涤
【答案】ABD a→d→f→c 甲基橙,颜色由红色变橙色 碱式氯化镁(氢氧化镁) 过度蒸发导致氯化镁水解 c f e f g a
【解析】
(1)A.煅烧固体样品需用坩埚,烧杯和锥形瓶用来加热液体,A项正确;
B.氯化铵水解方程式为NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl,氧化镁和HCl反应,蒸氨即一水合氨分解,平衡向右移动,HCl浓度变大,促进了氧化镁的溶解,B项正确;
C.根据信息②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大,不能先过滤,否则氧化镁损耗很大,C项错误;
D.固液分离操作均可采用常压过滤,使用减压过滤加快过滤速度,也可行,D项正确。
故答案选ABD。
(2)①先选发生装置为a,然后连接回流装置d,生成的氨气有水蒸气,需要干燥,然后连接干燥管f,氨气是碱性气体,需要用酸吸收,最后连接c。故答案填a→d→f→c。
②硫酸和氨气恰好完全反应生成硫酸铵((NH4)2SO4),硫酸铵显酸性,因而选择在酸性范围内变色的指示剂:甲基橙,其颜色变化是红色变为橙色。
(3)溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。①溶液仍呈碱性,注意不可能是氨气的影响,由于氯化镁水解使溶液呈酸性,故溶液的碱性是由杂质引起的。考虑到氯化镁易水解,所以含有的杂质可能是Mg(OH)Cl或者Mg(OH)2。
②升高温度会促进水解的进行,因而必然是蒸发阶段导致,即过度蒸发导致氯化镁水解。
(4)根据各离子完全沉淀的pH值,加酸后溶液呈酸性,可逐步提高pH,同时以沉淀形式除掉不同离子,因而先将pH调至5,除掉Al3+和Fe3+,然后过滤其沉淀,然后将pH调至11.0使得Mg2+变为Mg(OH)2沉淀,过滤并洗涤,得到纯净的Mg(OH)2沉淀,然后加入盐酸得到氯化镁溶液。故答案依次填cfefga。
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【题目】下列说法不正确的是
A. 金刚石、石墨、纳米碳管互为同素异形体
B. 有机物CH3-CH2-NO2和H2N-CH2-COOH互为同分异构体
C. 和互为同位素,但不属于同种核素
D. 氨基酸分子中均含有氨基(-NH2)和羧基(-COOH)
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【题目】化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是
A. Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B. 正极的电极反应式为Ag2O+2e+H2O2Ag+2OH
C. 锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D. 使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
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【题目】固体化合物X由3种元素组成。某学习小组进行了如下实验:
请回答:
(1) 由现象1得出化合物X含有________元素(填元素符号)。
(2) 固体混合物Y的成分________(填化学式)。
(3) X的化学式________。X与浓盐酸反应产生黄绿色气体,固体完全溶解,得到蓝色溶液,该反应的化学方程式是________。
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【题目】(加试题)水是“生命之基质”,是“永远值得探究的物质”。
(1) 关于反应H2(g)+1/2O2(g)H2O(l),下列说法不正确的是________。
A.焓变ΔH<0,熵变ΔS<0
B.可以把反应设计成原电池,实现能量的转化
C.一定条件下,若观察不到水的生成,说明该条件下反应不能自发进行
D.选用合适的催化剂,有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行
(2) ①根据H2O的成键特点,画出与图中H2O分子直接相连的所有氢键(O-H…O)________。
②将一定量水放入抽空的恒容密闭容器中,测定不同温度(T)下气态、液态水平衡共存[H2O(l)H2O(g)]时的压强(p)。在图中画出从20℃开始经过100℃的p随T变化关系示意图(20℃时的平衡压强用p1表示)________。
(3) 水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压的水相比,高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因________。
②如果水的离子积Kw从1.0×1014增大到1.0×1010,则相应的电离度是原来的________倍。
③超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶,由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下,测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示,其中x为以碳元素计的物质的量分数,t为反应时间。
下列说法合理的是________。
A.乙醇的超临界水氧化过程中,一氧化碳是中间产物,二氧化碳是最终产物
B.在550℃条件下,反应时间大于15 s时,乙醇氧化为二氧化碳已趋于完全
C.乙醇的超临界水氧化过程中,乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率,而且两者数值相等
D.随温度升高,xCO峰值出现的时间提前,且峰值更高,说明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大
(4) 以铂阳极和石墨阴极设计电解池,通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8,再与水反应得到H2O2,其中生成的NH4HSO4可以循环使用。
①阳极的电极反应式是________。
②制备H2O2的总反应方程式是________。
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【题目】为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3DZn—NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
A. 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高
B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)
C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)
D. 放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区
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【题目】磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题:
(1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是________,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_________(填“相同”或“相反”)。
(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为________,其中Fe的配位数为_____________。
(3)苯胺)的晶体类型是__________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是___________。
(4)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是______;P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_______键。
(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为____________(用n代表P原子数)。
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【题目】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是
A. 相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能
B. 阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+
C. 正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3
D. 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
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【题目】某课题小组探究乙酸乙酯(CH3COOC2H5)在不同温度、不同浓度NaOH溶液中的水解速率,取四支大小相同的试管,在试管外壁贴上体积刻度纸,按下表进行对照实验。在两种不同温度的水浴中加热相同时间后,记录酯层的体积来确定水解反应的速率。
实验试剂 | 试管Ⅰ(55 ℃) | 试管Ⅱ(55 ℃) | 试管Ⅲ(55 ℃) | 试管Ⅳ(75 ℃) |
乙酸乙酯/mL | 1 | V1 | V2 | V3 |
1 mol/L NaOH mL | V4 | 3 | 0 | V5 |
蒸馏水/mL | 0 | V6 | 5 | 2 |
已知:①水解反应CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH;
②CH3COOC2H5难溶于水,密度比水小。
(1)V4 = ____________。
(2)①下列说法正确的是____________________________;
A、加入水,平衡正向移动
B、加入稀盐酸可使平衡逆向移动
C、酯层体积不再改变时,反应停止
D、c(CH3COOH) = c(C2H5OH)时,反应达平衡状态
②用各物质的浓度表示水解平衡常数Kh,则表达式为____________。
(3)实验中常用饱和食盐水代替蒸馏水,目的是减小乙酸乙酯在水中的溶解度,会使实验结果更准确,______________填“能”或“不能”)用饱和Na2CO3溶液代替蒸馏水。
(4)实验中,试管Ⅳ比试管Ⅱ中的酯层减少更快,可能的原因有_______。(乙酸乙酯的沸点为77.1 ℃)
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