某校化学兴趣小组设计了图示实验装置(图中省略了夹持仪器)来测定某铁碳合金中铁的质量分数.
(1)m g铁碳合金中加入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因
是:①常温下碳与浓硫酸不反应;②_____________。
(2)写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式____________。
(3)B中的现象是:____________;C的作用是:_______________。
(4)待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重b g。则铁碳合金中铁的质量分数为_____________。
(5)甲同学认为利用此装置测得铁的质量分数偏大,请你写出可能的原因:___________。
(6)最后对所得测量结果进行评价,小组内有同学提出,本套装置在设计上存在多处缺陷而导致实验结果不准确,其中会导致铁质量分数测量值偏低的是(任答一条即可)
_____________。
(14分)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol―1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
请回答下列问题:
(1)制备合成气:将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①已知100℃时达到平衡的时间为5min,则从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为:v(H2)= 。
②图中p1 p2(填“<”、”“>”或“=”)。
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),
为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为 。
(2)合成甲醇:在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下,向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应(ii),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图所示。
①反应(ii)需在 (填“高温”或“低温”)才能自发进行。
②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,
原因是 (用化学方程式表示)。
③在500℃恒压条件下,请在上图中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g) ΔH="―29.1" kJ·mol―1,科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 (填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是 。
(18分)Ⅰ.(8分)铜是生命必需的元素,也是人类广泛使用的金属。
(1)向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀,写出该沉淀的化学式 。
(2)将SO2气体通入CuCl2溶液中,生成CuCl沉淀的同时,还有产物 (填写化学式)。
(3)现代工业上,主要采用高温冶炼黄铜矿(CuFeS2,也可表示为Cu2S•Fe2S3)的方法获得铜。火法炼铜首先要焙烧黄铜矿:2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO每转移0.6mol电子,有 mol硫被氧化。
(4)Cu2O投入足量的某浓度的硝酸中,若所得气体产物为NO和NO2的混合物,且体积比为1:1,发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.(10分)某无机化合物A的相对分子质量为184。在一定条件下,SCl2与氨完全反应生成A和淡黄色单质B及离子化合物X,且X的水溶液的pH<7。将18.4g A隔绝空气加强热可得到12.8g B和气体单质C。请回答下列问题:
(1)A的化学式为 ,C的电子式为 。
(2)写出SCl2与氨反应的化学方程式 。
(3)亚硝酸钠和X固体在加热条件下 (填“可能”或“不能”)发生反应,判断理由是 。
(4)请设计检验物质X的实验方案 。
(10分)A、B、C、D、E均为有机化合物,它们之间的关系如图所示(提示:RCH=CHR'在酸性高锰酸钾溶液中反应生成RCOOH和R'COOH,其中R和R'为烷基)。
回答下列问题:
(1)直链化合物A的相对分子质量小于90,A分子中碳、氢元素的总质量分数为0.814,其余为氧元素,则A的分子式为 。
(2)已知B与NaHCO3溶液完全反应,其物质的量之比为1:2,则在浓硫酸的催化下,B与足量的C2H5OH发生反应的化学方程式是 ,反应类型为 。
(3)A可以与金属钠作用放出氢气,能使溴的四氯化碳溶液褪色,则A的结构简式是 。
(4)D的同分异构体中,能与NaHCO3溶液反应放出CO2的所有结构简式 。
【化学—选修3物质结构与性质】前四周期原子序数依次增大的五种元素A、B、C、D中,A的族序数与最外层数、周期数相等, B元素是植物生长需要的营养元素,也是空气中含量最高的元素;C元素处于第二周期且价电子层中未成对电子数为2,D元素周期表中ds区元素且最外电子层上只排布了一个电子。
回答下列问题:
(1)A、B、C三种元素中第一电离能由小到大的顺序是 ,(填元素符号)
(2)A、B两种元素形成的化合物B2A4是一种高能燃料,在工业生产中用途广泛。写出其电子式 ,该化合物的类型是_______(填离子化合物、共价化合物)。
(3)发射火箭时,常以B2A4为燃料,用双氧水作氧化剂,两者反应生成无毒、无害的气体。已知3.2g液态N2H4在上述反应中放出128.44kJ的热量,则该反应的热化学方程式:_______。
(4)①D2+的价层电子排布图为 。
②胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O) 4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
在胆矾中含有的粒子间作用力是 (填序号)。
a.离子键
b.极性键
c.金属键
d.配位键
e.氢键
f.非极性键
③在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,指出1molCN-中p键的数目为 。胆矾受热分解得到铜的某种氧化物,其晶胞结构如上图所示,则氧的配位数是 。
【化学—选修2化学与技术】聚合硫酸铁铝(PFAS)是一种新型高效水处理剂。利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等)为铁源、粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等)为铝源,制备PFAS的工艺流程如下:
(1)水是生命之源,水质优劣直接影响人体健康. 天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是 (填两种物质的名称),其净水作用的原理是 。水的净化与软化的区别是 。
(2)“碱溶”时,发生反应的化学方程式为 。“滤渣Ⅰ”成分是_________。
(3)“酸溶Ⅱ”时,可以产生Fe2+的反应的离子方程式为 。
(4)“氧化”时应控制在比较低的温度下进行,原因是 。
(5)“氧化”时若用ClO2代替,发生反应的离子方程式是 。