某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:
试回答下列问题:
(1)过滤用的器材已有:滤纸、铁架台、铁圈、烧杯和玻璃棒,还要补充的玻璃仪器是 。
(2)如何用实验证明沉淀D已洗涤干净 。
(3)由滤液A制得AlCl3溶液有途径I和Ⅱ两条,你认为合理的是途径 (填写“I”或“Ⅱ”),理由是 ;请写出途径Ⅱ得到沉淀D的离子方程式 。
(4)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩、 、过滤。
(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸,重新设计方案,但前者的方案更合理,理由是 。
A.后者消耗的酸和碱更多 | B.后者难以实现物质分离 |
C.前者制得的产物更纯净 | D.前者操作步骤更少,方案简单 |
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)下表为不同温度下的平衡常数(K)
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
(1)该反应的平衡常数表达式K=,ΔH0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)将1 mol的H2和 1 mol 的 CO充入 1 L 恒容密闭反应器中,达到平衡后,容器内的压强为开始时的60%,求CO的平衡转化率(写出计算过程)。
(3)300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是
(填字母)。
A.c(H2)减少
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加
D.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
(4)其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应。300℃时,H2的转化率随时间的变化如图所示,请补充完成350℃时H2的转化率随时间的变化示意图。
(16分)(一)某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。限选试剂与仪器:0.20mol/LH2C2O4溶液,0.010mol/L 酸性KMnO4溶液,蒸馏水,锥形瓶,恒温水浴槽,量筒,秒表。该小组设计了如下的方案。
物理量 |
H2C2O4溶液 |
酸性KMnO4溶液 |
温度/℃ |
|||
浓度/mol·L-1 |
体积/mL |
浓度/mol·L-1 |
体积/mL |
|||
① |
0 |
0.20 |
2.0 |
0.010 |
4.0 |
50 |
② |
0 |
0.20 |
2.0 |
0.010 |
4.0 |
25 |
③ |
0.010 |
4.0 |
25 |
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4。为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为:n(H2C2O4):n (KMnO4) ≥_______。
(2)请完成表格内五处空白。
(3)实验③测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=______________mol·L-1·min-1。
(4)已知50℃时c(MnO4—)~反应时间t的变化曲线如下图。其中反应速率最快的阶段是_____,原因是。
(二)利用下图(a)和(b)中的信息,按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________(填“深”或“浅”),其原因是_________________________。
(11分)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)利用以下反应可处理NO2:6NO2+8NH37N2+12H2O ΔH< 0。请在答题卡的坐标图中,画出上述反应在有催化剂和无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化的示意图,并标明反应热。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH =-113.0 kJ·mol-1
写出1mol SO2与足量NO2反应转变成SO3(g)的热化学方程式。
(3)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是__________________。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K=_____(结果取三位有效数字)。
有A、B、C、D、E五种化合物,它们分别由Na+、Ba2+、Cu2+、Al3+、Cl—、SO42—和OH- 等七种离子中的两种组成。①白色固体A既不溶于水,也不溶于稀硝酸。②B与A具有相同的阴离子,在B溶液中加入适量的E溶液时,可生成白色沉淀。③C与E具有相同的阴离子,C与稀硫酸反应可以生成A。④D与A阴阳离子均不相同,D溶液与E溶液反应可以得到蓝色沉淀。根据上述实验事实,回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A___________B___________C___________D___________E___________
(2)写出C与稀硫酸反应的离子方程式:
I:如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据,回答下列问题:
(1)该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为__________ 。
(2)取用任意体积的该盐酸溶液时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是_______。
A.溶液中HCl的物质的量 B.溶液的浓度
C.溶液中Cl-的数目D.溶液的密度
(3)某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制500 mL物质的量浓度为0.400 mol·L-1的稀盐酸。可供选用的仪器有:①胶头滴管;②玻璃棒;③烧杯;④药匙;⑤量筒;⑥托盘天平。
请回答下列问题:
①配制稀盐酸时,还缺少的仪器有 (写仪器名称);该仪器上标有以下五项中的;
A.温度B.浓度 C.容量 D.压强 E.刻度线
②该学生需要量取________mL上述浓盐酸进行配制。
③在配制过程中,下列实验操作对所配制的稀盐酸的物质的量浓度有何影响?(在括号内填A表示“偏大”、填B表示“偏小”、填C表示“无影响”)。
a.用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面。()
b.量筒量取浓盐酸后有用蒸馏水洗涤2~3次,并将洗液移入容量瓶中。( )
(4)①假设该同学成功配制了0.400 mol·L-1的盐酸,他又用该盐酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液,则该同学需取________mL盐酸。
②假设该同学用新配制的盐酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液,发现比①中所求体积偏小,则可能的原因是________。
A.浓盐酸挥发,浓度不足
B.配制溶液时,未洗涤烧杯
C.配制溶液时,俯视容量瓶刻度线
D.加水时超过刻度线,用胶头滴管吸出
II:某溶液中有K+、Cl-、CO32-、SO42-,今要求只取一次溶液先后检验出CO32-、SO42-、Cl-,请你帮助小明同学完成下列实验设计:
(1)试剂:先加__________,依据现象__________,确定CO32-离子存在;再加__________,再依据现象____________,确定SO42-离子存在;取上层溶液,最后加____________,依据现象____________,确定Cl-离子存在。
(2)根据你选择的试剂,写出检验CO32-、SO42-、Cl-的离子方程式:
①_________________________________;②_________________________________;
③_________________________________。