(14分)影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。
图1 图2
⑴取一段镁条,用砂纸擦去表面的氧化膜,使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请在图3 的方框中画出上述反应的速率与时间的关系曲线。
图3
②在前4min内,镁条与盐酸的反应速率逐渐加快,在4min之后,反应速率逐渐减慢,请简述其原因:___________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(2)某同学发现,纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因Ⅰ:Cl-对反应具有促进作用,而SO2- 4对反应没有影响;
原因Ⅱ:Cl-对反应没有影响,而SO2- 4对反应具有阻碍作用;
原因Ⅲ:____________________________________________________;
原因Ⅳ:Cl-、SO2- 4均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
原因Ⅴ:________________________________________________________。
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中_________________________,实验b中________________________,则说明原因Ⅰ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl-对反应具有加速作用。
研究性学习小组用Na2SO3与硫酸溶液(硫酸与水体积比1∶1)制备SO2并进行性质探究实验。
D中的实验现象是 ,C、E中溶液都褪色,分别体现SO2 、 性质。
(2)需在方框中画出 装置, 装置(只填写,不画图)。
(3)研究小组发现B中有白色沉淀,为了清楚沉淀的物质,研究小组往B中加入过量稀盐酸,沉淀不溶解,你认为留下的沉淀物是 ,形成该沉淀的反应方程式有: 。
为了进一步验证沉淀原因,研究小组另取BaC12溶液,加热煮沸,冷却及时加入少量苯液封,然后再通SO2,结果发现沉淀量减少,但仍有轻微浑浊。研究小组改进A装置(如图),再进行实验,B中没有出现浑浊。下列气体可作为X气体的是 (填序号,不定项选择)
A.CO2
B.NH3
C.O3
D.N2
E.NO2
SO2为空气污染物,研究小组为测定某工厂区空气中SO2的含量,取10m3(标准状况)的空气,缓慢通过足量溴水中,在所得溶液中加入过量的BaC12溶液,将产生的白色沉淀洗涤、干燥,用电子称称其质量为0.233g,则:①沉淀洗涤要干净,检验洗涤已经干净的实验操作是 。
②试计算此空气中SO2的浓度(列出计算表达式并计算结果,结果单位用mg/m3表示) 。
海水中含有非常丰富的化学资,从海水中可提取多种化工原料。下图是某工厂对海水资综合利用的示意图。
试回答下列问题:
(1)我国规定食用盐中必须加入一定量的KIO3(碘酸钾),其中碘元素的化合价为 价。
(2)为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙,方法是将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:①过滤;②加过量的氢氧化钠溶液;③加适量的盐酸;④加过量的碳酸钠溶液;⑤加过量的氯化钡溶液,合理的操作顺序是 (填序号)。
(3)写出电解饱和食盐水的化学方程式 ,当转移0.2mol电子时,阴阳两极生成的气体体积之和是 (标准状况下)。
(4)以海边贝壳为原料可以制取石灰乳,贝壳的主要化学成分为 (写化学式)。
(5)目前,世界上生产的镁有60%自海水,由“母液”制“镁”的过程中,发生了 个复分解反应(填数目)。
(6)电解氯化镁所得的氯气,除用于生产盐酸外,还可以用于制取漂白粉,漂白粉的有效成份是 (写化学式)。
(7)溴主要以Br-形式存在于海水中,提取食盐后剩下的母液(也叫卤水)中,Br-的浓度较大,工业上 制备的Br2的操作步骤为:一定条件下,将Cl2通入卤水中,生成Br2,利用热空气将Br2吹出,Br2可用热空气吹出,其原因是 。
(10分)某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
请回答下列问题:
(1)装置F中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置A的烧瓶中可装试剂为 。
(3)B装置的名称是 ; E装置的作用是 。
(4)通入C装置的两根导管左边较长、右边较短,目的是 。
(5)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式: 。当有a mol氯气参加反应时,转移的电子总数为b个,则阿伏加德罗常数为(a、b的代数式表示) 。
(6)从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体,如何处理? 。
氨气在工农业生产中有重要的用途。某校甲、乙两个化学小组分别对氨的相关实验进行了研究。
(1)甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气,
请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。
实验装置 |
实验药品 |
制备原理 |
|
甲小组 |
A |
氢氧化钙、氯化铵 |
反应的化学方程式为 ① |
乙小组 |
② |
浓氨水、氢氧化钠 |
用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用: ③ |
(2)甲组通过右图装置(尾气处理装置已略去)验证了氨有还原性,装置中的实验现象是____ ,硬质玻璃管中氨发生催化氧化反应的化学方程式为 。
(3)甲组将足量氨气不断通入滴有酚酞的AgNO3溶液中,现象为 ,
反应结束所得溶液中除了H+、OH-、NH4+外还主要含有的离子有 。
(4)乙组欲制备氮化镁,查阅资料发现氨跟氧化铜反应可以制备氮气(2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O),而氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁,但氮化镁遇水立即反应生成Mg(OH)2和NH3。乙组提出了如下制备氮化镁的实验方案示意框图(实验前系统内空气已排除;图中箭头表示气体的流向)。你认为此方案是否正确,并说明理由 。
含硫物质燃烧会产生大量烟气,主要成分是SO2、CO2、N2、O2 。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气,并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率。
回答下列问题:
Ⅰ.模拟烟气的制备
(1)用A装置制SO2,化学反应方程式为 。
(2)用B装置制CO2,使用该装置优点的是 。
(3)将制得的气体与空气充分混合,获得模拟烟气用于后续实验。
II.测定烟气中SO2的体积分数
(4)将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置,其中C、D中盛有的药品分别是 、 。(填序号)
①KMnO4溶液;②饱和NaHSO3溶液;③饱和Na2CO3溶液;④饱和NaHCO3溶液
(5)若模拟烟气的流速为amL/min,若t1分钟后,测得量筒内液体体积为VmL,则SO2的体积分数是 。
Ⅲ.测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率(已转化的SO2占原有SO2的百分比)
(6)将模拟烟气通过转化器E装置,E装置中盛有FeCl2、FeCl3的混合溶液,常温下,它可催化SO2与O2的反应,以达到脱硫目的。写出催化剂参与反应过程的离子方程式 ①SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+② 。
(7)若模拟烟气仍以amL/min的流速通过转化器E装置,t2分钟后,向E装置中加入酸化的BaCl2溶液得到白色浑浊液,经 、洗涤、 、称量,得到mg固体。若实验的气体体积已折算为标准状况,则该转化器的脱硫效率是 。