盐酸、硫酸和硝酸都是重要的化工原料,也是化学实验室里必备的重要试剂。请回答下列问题:
(1) 常温下,可用铁、铝制的容器盛放浓硫酸,说明浓硫酸具有 性,用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在纸上,纸逐渐变黑,说明浓硫酸具有 性,实验室不能用浓硫酸干燥氨气,说明硫酸具有 性。
(2) 硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料,工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。右图所示制备方法符合“绿色化学”思想的
是 (填序号)。
(3) ①在100ml 18 mol/L浓硫酸中加入过量铜片,加热使之充分反应,产生的气体在标准状况下的体积可能是 。
A.40.32 L | B.30.24 L | C.20.16 L | D.13.44 L |
②若使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸钠,写出反应的离子方程式 。
(4) 某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后,铜片溶解,并且该反应的产物只有氯化铜和水,则反应的化学方程式为 。
市售一次电池品种很多,碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理,可以获得MnO2及其他副产品,其工艺流程如下:
已知:“锰粉”的主要成分有MnO2、Zn(OH)2、MnOOH、碳粉,还含有少量铁盐和亚铁盐。常温下,生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
物质 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Zn(OH)2 |
Mn(OH)2 / Mn(OH)3 |
开始沉淀pH |
2.7 |
7.6 |
5.7 |
8.3 |
完全沉淀pH (c≤1.0×10-5mol/L) |
3.7 |
9.6 |
8.0 |
8.8 |
(1)加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是______________________________;计算常温下Zn(OH)2的溶度积常数Ksp[Zn(OH)2]=____________________。
(2)写出滤液2中的Mn2+变成MnO2的离子方程式_______________________________。
(3)写出滤渣B与稀硫酸在pH=5时反应的化学方程式______________________________。
(4)工艺中还可以将滤液4进行_____________、_____________、_____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。
(5)MnO2常用来制取KMnO4。在一定条件下将MnO2氧化为K2MnO4,然后用铁作阴极、铂作阳极电解K2MnO4溶液得到KMnO4。电解K2MnO4溶液的总反应方程式为______________________。
氮气化学性质很稳定,可以通过氮的固定将空气中的氮气转化氮的化合物。氮的化合物可用于进一步合成化肥、炸药以及合成树脂等。
(1)写出氮分子的电子式______________。
(2)人工合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol,在一定条件下的恒容密闭容器中,该反应达到平衡,要提高N2的转化率,可以采取的措施是________(填序号)。
A.分离出NH3 |
B.加入催化剂 |
C.升高温度 |
D.增加N2的浓度 |
E.增加H2的浓度
(3)氨的接触氧化制取硝酸的过程中,900℃时,氨氧化反应阶段可能发生的反应有
编号 |
热化学方程式 |
平衡常数 |
Ⅰ |
4NH3(g)+5O2(g)![]() |
K1=1×1053 |
Ⅱ |
4NH3(g)+3O2(g)![]() |
K2=1×1065 |
Ⅲ |
2NO(g)![]() |
K3 |
反应Ⅲ的△H3=____________(用△H1、△H2表示);反应Ⅱ的平衡常数的表达式K2=__________;
该温度下K3的计算结果为__________。
(4)催化反硝法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝法中,H2能将NO3-还原为N2。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。反应的离子方程式为____________________________;其平均反应速率为v(NO3-)______________mol/(L•min)。
(5)实验室用下图所示装置制取NH3。若将收集NH3的试管改为集气瓶且瓶口向上排空气法收集NH3,并确保不污染环境,请画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用试剂(自选)名称。
(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)
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
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1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p1p2(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,发生反应如下:
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2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,请在图2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)
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)次磷酸(H3PO2)是一种一元中强酸,具有较强的还原性。试回答下列问题:
(1)P的原子结构示意图为;
(2)NaH2PO2为(填“正盐”或“酸式盐”),溶液中有关离子浓度从大到小的顺序为。
(3)H3PO2可将溶液中的银离子还原为银单质,若该反应的氧化产物的化学式为H3PO4 , 则氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
Ⅱ.无机化合物A主要用于有机合成和药物制造,是具有良好前景的储氢材料。A中含有金属Li元素,遇水强烈水解,对化合物A加强热则其会发生分解反应(非氧化还原反应),生成化合物E和气体C。在一定条件下,2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应,生成固体B和4.48L气体C (标准状况)。已知气体C极易溶于水得到碱性溶液, 电解无水B可生成金属单质D和氯气。请回答下列问题:
(1)A的化学式是,C的电子式是。
(2)写出化合物A与足量盐酸反应的化学方程式:。
(3)物质A在加强热分解的化学方程式为:。
钛、铜可以作为多种催化剂的主体。如以TiO2覆盖在Cu2Al2O4表面作催化剂,可以将CO2与CH4直接转化成乙酸。
请回答下列问题:
(1)钛有和
两种原子,它们互称为,Ti的基态原子电子排布式为。
(2)Cu在元素周期表中的位置是。乙酸分子中碳原子的杂化形式有。
(3)由Ca、Ti、O三种元素组成某矿物晶体,其晶胞结构如图所示。则该矿物的化学式为。
(4)用TiCl4与热水反应可制备TiO2,反应的化学方程式是。
(5)用稀硝酸溶解Cu2Al2O4的离子方程式是。
(6)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板上的Cu。
已知:ⅰ、CuSO4(aq)+ H2(g)="=" Cu(s)+H2SO4(aq) ΔH=-64.4kJ/mol
ⅱ、2H2O2(l)="=" 2H2O(l)+ O2(g)ΔH= -196.4 kJ/mol
ⅲ、H2(g)+O2(g)="=" H2O(l)ΔH= -285.8 kJ/mol
写出Cu与H2SO4、H2O2反应生成CuSO4(aq)和H2O(l)的热化学方程式:。