【題目】NCl3可用于漂白,也可用于檸檬等水果的熏蒸處理。已知:NCl3熔點為-40℃,沸點為70℃,95℃以上易爆炸,有刺激性氣味,可與水反應。實驗室中可用氯氣和氨氣反應制取NCl3,反應方程式為4NH3+3C12===NCl3+3NH4Cl。某校化學興趣小組同學設計了如圖所示的實驗裝置(NH4Cl的分解溫度為300℃左右)。
回答下列問題:
(1)寫出裝置F中的燒瓶內發(fā)生反應的離子方程式:___________________________。
(2)E中的試劑為__________________。
(3)導管G末端應連接的裝置為下圖中的___________(填選項字母)。
(4)NCl3遇水可發(fā)生水解反應生成兩種物質,其中一種是可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,寫出NCl3水解的化學方程式:_______________。
(5)已知C中生成的NH4Cl溶解在NCl3中,欲將二者分離可采取的操作方法為_____________________。
(6)NH4Al(SO4)2也可用于自來水的凈化。
①NH4Al(SO4)2溶液中離子濃度由大到小的順序為_________________。
②向NH4Al(SO4)2溶液中滴加氨水至溶液呈中性,在此過程中水的電離程度_________(填“增大”“減小”或“不變”)。
③常溫下,將a mol NH4Al(SO4)2:加入到b L c mol/L的氨水中,所得溶液呈中性,此時溶液中c(Al3+)≈0 mol/L,計算該溫度下NH3·H2O的電離常數(shù)___________(用含字母的代數(shù)式表示,忽略溶液體積變化)。
【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑ (2)飽和食鹽水 (3)c
(4)NCl3+3H2O=NH3↑+3HClO (5)在低于95℃條件下,水浴加熱蒸餾(收集70℃餾分)
(6)①c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-) ②減小 ③
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)裝置圖可判斷,F裝置是制取氯氣的裝置,因此燒瓶中發(fā)生反應的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑。
(2)濃鹽酸易揮發(fā),生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣等雜質,應該先用飽和食鹽水除去氯化氫雜質,然后再除去水蒸氣,因此E中盛有飽和食鹽水。
(3)氯氣有毒,需要尾氣處理。氨氣又極易溶于水,需要防止倒吸,根據(jù)裝置圖可知只有c既能吸收可能過量的氯氣和氨氣,又能防止水進入C裝置。
(4)能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氣體為NH3,根據(jù)原子守恒可知反應中還有次氯酸生成,反應的化學方程式為NCl3+3H2O=NH3↑+3HClO。
(5)由于NH4Cl能在NCl3中溶解,而NCl3沸點比較低易揮發(fā),因此采用蒸餾的方法。但由于高于95℃時NCl3易爆炸,因此采用水浴加熱的方法進行蒸餾,且蒸餾時需要控制溫度介于70~95℃之間。
(6)①由于一水合氨的堿性強于氫氧化鋁,則銨根的水解程度小于鋁離子的水解程度,二者水解均顯酸性,因此硫酸鋁銨溶液中離子濃度大小關系為c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)。
②向NH4Al(SO4)2溶液中滴加氨水至溶液呈中性,由于氨水是弱堿,抑制水的電離,則在此過程中水的電離程度減小。
③a mol NH4Al(SO4)2加入到b L c mol/L的氨水中,所得溶液呈中性,鋁離子與氨水發(fā)生反應,鋁離子完全沉淀。根據(jù)電荷守恒2c(SO42-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)>可知c(NH4+)=2c(SO42-)=。根據(jù)氮原子守恒可知amolNH4Al(SO4)2提供的N原子為amol,bL氨氣提供的N原子為bcmol,因此混合溶液中以NH3·H2O形式存在的N原子為(a+bc-4a)mol=(bc-3a)mol,混合溶液中c(NH3·H2O)=,所以一水合氨的電離常數(shù)K==。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】元素A~D是元素周期表中短周期的四種元素,請根據(jù)表中信息回答下列問題
元素 | 性質或結構信息 |
A | 單質制成的高壓燈,發(fā)出的黃光透霧力強、射程遠。且其單質燃燒后生成淡黃色固體 |
B | 工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質。原子的最外層電子數(shù)是內層電子總數(shù)的2.5倍 |
C | 單質是雙原子分子,常溫、常壓下是淡黃綠色氣體,原子的L層再增加一個電子即達到穩(wěn)定結構 |
D | +2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同 |
(1)上表中與A屬于同一周期的元素是(寫元素符號)_____ ,
畫出D離子的結構示意圖__________________ 。
(2)已知C的單質能與H2O發(fā)生置換反應生成O2,寫出C單質與水反應的化學方程式_ 。
(3)對元素B的單質或化合物描述正確的是 _。
a.B元素的最高正價為+6 b.常溫、常壓下單質難溶于水
c.單質分子中含有18個電子 d.在一定條件下氫氣能與單質B反應
(4)A和D兩元素活潑性較強的是(寫元素名稱) _____ 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一種處理污水的燃料電池模型如下圖所示。該電池工作時,只需把污水注入反應池,細菌就可將污水中的有機物分解,在此過程中釋放出電子、質子和乙。下列敘述不正確的是
A.B電極為正極
B.氣體乙可能為CO2
C.O2在A電極得電子
D.電池工作時,B電極附近的pH逐漸減小
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】LiPF6是鋰離子電池中廣泛應用的電解質。某工廠用LiF、PCl5為原料,低溫反應制備LiPF6,其流程如下:
已知:HCl的沸點是-85.0 ℃,HF的沸點是19.5 ℃。
(1)第①步反應中無水HF的作用是________________、________________。反應設備不能用玻璃材質的原因是______________________________________________(用化學方程式表示)。無水HF有腐蝕性和毒性,工廠安全手冊提示:如果不小心將HF沾到皮膚上,可立即用2%的________溶液沖洗。
(2)該流程需在無水條件下進行,第③步反應中PF5極易水解,其產(chǎn)物為兩種酸,寫出PF5水解的化學方程式:____________________________________。
(3)第④步分離采用的方法是________;第⑤步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是________。
(4)LiPF6產(chǎn)品中通;煊猩倭LiF。取樣品w g,測得Li的物質的量為n mol,則該樣品中LiPF6的物質的量為________mol(用含w、n的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】[化學——選修2:化學與技術]
硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中重要的產(chǎn)品之一,在很多領域都有重要用途。回答下列問題:
(1)在硫酸工業(yè)生產(chǎn)中,我國采用黃鐵礦為原料生產(chǎn)SO2,反應的化學方程式為_________________;該反應在___________________(填設備名稱)中進行。
(2)為了有利于SO2轉化為SO3,且能充分利用熱能,可采用在有多層催化劑且有熱交換器的______(填設備名稱)中進行反應。在如圖所示的裝置中,C處流出的氣體有_______(填設備名稱)中用______吸收,得到濃硫酸或發(fā)煙硫酸。
(3)實驗測得:SO2生成SO3的轉化率與溫度、壓強的關系如下表所示。已知400~600℃催化劑的催化效果較好,結合生產(chǎn)實際,選擇最合適的生產(chǎn)條件是___________。
(4)欲提高SO2的反應速率和轉化率,下列措施可行的是__________(填選項字母)。
A.向裝置中通入氮氣且保持體積不變 B.向裝置中通入稍過量氧氣且保持體積不變
C.添加更多的催化劑 D.降低溫度,及時轉移SO3
(5)吸收塔排出的尾氣中,若SO2的含量超過500L·L-1,就要加以處理,處理方法之一是用氨水洗滌煙氣脫硫,用足量氨水吸收尾氣中SO2的化學方程式為__________________________________。
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【題目】I.鋅與稀硫酸的反應既是氧化還原反應,又是 反應(填“放熱”或“吸熱”,實驗室可將該反應設計成原電池,應采用 作為負極材料,正極的電極反應式為 ,若有1mol電子流過導線,理論上正極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積是 L。
II.某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題:
(1)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是 ;
(2)實驗室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液,可與實驗中CuSO4溶液起相似作用的是 ;
(3)要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有 (答兩種);
(4)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,該同學設計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時間。
①請完成此實驗設計,其中:V1= ,V6= ,V9= ;
②該同學最后得出的結論為:當加入少量CuSO4溶液時,生成氫氣的速率會大大提高。但當加入的CuSO4溶液超過一定量時,生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知單質硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸氣狀態(tài)時,含有S2、S4、S6及S8等多種同素異形體,其中S4、S6和S8具有相似的結構特點,其結構如下圖所示:
回答下列問題:
(1)下列有關說法正確的是 。
A.S2、S4、S6、S8互為同系物 B.S8轉化為S6、S4、S2屬于物理變化
C.不論哪種硫分子,完全燃燒時都生成SO2 D.常溫條件下單質硫為原子晶體
E.32gS8單質含有的S—S鍵個數(shù)為NA
(2)在一定溫度下,測得硫蒸氣的平均摩爾質量為80g/mol,則該蒸氣中S2分子的體積分數(shù)不小于 。
(3)在一定條件下,S8(s)和O2(g)發(fā)生反應依次轉化為SO2(g)和SO3(g)。反應過程和能量關系可用下圖簡單表示(圖中的ΔH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。
①寫出表示S8燃燒的熱化學方程式_____________。
②寫出SO3分解生成SO2和O2的熱化學方程式_________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】【選修2:化學與技術】
地球的海水問題約有1.4×1018t,是人類最大的資源庫。
(1)如下圖1利用海水得到淡水的方法是___________________________;
(2)電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術,其原理如圖2所示.a(chǎn)是電源的_________極;Ⅰ口排出的是__________(填“淡水”或“濃水”).
(3)海水淡化后的濃水中含大量鹽分(主要含有Mg2+、Ca2+、Fe3+和SO42-),排入水中會改變水質,排到土壤中會導致土壤鹽堿化,故不能直接排放,可以與氯堿工業(yè)聯(lián)產(chǎn).電解前需要把濃水精制,所需試劑主要包括:HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等),其中HCl的作用主要是__________________________;
(4)鈾是核反應最重要的燃料,其提煉技術直接關系著一個國家核工業(yè)或核武器的發(fā)展水平,海水中鈾以UCl4形式存在(以離子形式存在),每噸海水只含3.3毫克鈾,海水總量極大,鈾總量相當巨大.不少國家正在探索海水提鈾的方法.現(xiàn)在,已經(jīng)研制成功一種螯合型離子交換樹脂,它專門吸附海水中的鈾,而不吸附其他元素.其反應原理為_______________________ (樹脂用HR代替),發(fā)生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生并得到含鈾的溶液,其反應原理為_________________________;
(5)離子交換樹脂法是制備純水(去離子水)的主要方法.某陽離子交換樹酯的局部結構可寫成(如圖).該陽離子交換樹脂是由單體苯乙烯和交聯(lián)劑對二乙烯基苯聚合后再經(jīng)_____________反應得到的.自來水與該離子交換樹脂交換作用后顯____________(填“酸性”、“堿性”或“中性”).
(6)中國《生活用水衛(wèi)生標準》中規(guī)定,水的總硬度不能過大.如果硬度過大,飲用后對人體健康與日常生活有一定影響.暫時硬水的硬度是由__________(填陰離子符號)引起的,經(jīng)___________(填操作名稱)后可被去掉.永久硬水的硬度可由離子交換法去掉。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一氧化碳是一種用途廣泛的化工基礎原料。有機物加氫反應中鎳是常用的催化劑。但H2中一般含有微量CO會使催化劑鎳中毒,在反應過程中消除CO的理想做法是投入少量SO2,為弄清該方法對催化劑的影響,查得資料如下:
回答下列問題:
(1)SO2(g) + 2CO(g) S(s) + 2CO2(g) △H = ;該反應的平衡常數(shù)的表達式是 。
(2)工業(yè)上用一氧化碳制取氫氣的反應為:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),已知420℃時,該反應的化學平衡常數(shù)K=9。如果反應開始時,在2L的密閉容器中充入CO和H2O的物質的量都是0.60mol,5min末達到平衡,則此時CO的轉化率為 ,H2的平均生成速率為 mol·L-1·min-1。
(3)為減少霧霾、降低大氣中有害氣體含量,研究機動車尾氣中CO、NO及CxHy的排放量意義重大。機動車尾氣污染物的含量與空/燃比(空氣與燃油氣的體積比)的變化關系如圖所示。
已知:N2與O2生成NO的反應是吸熱反應。請解釋:
①隨空/燃比增大,CO和CxHy的含量減少的原因是 。
②當空/燃比達到15后,NO減少的原因可能是 。
(4)一定條件下H2與CO合成CH3OH,CH3OH再轉化成為CH3OCH3,轉化的熱化學反應方程式如下:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-24.5 kJ·mol-1
在250℃、壓強不變的密閉容器中,加入2mol的CH3OH,一段時間后上述反應達平衡,體系放出熱量11 kJ;若同一條件下加入0.2mol CH3OCH3和0.2mol H2O,一段時間后上述反應達平衡,體系的熱效應為 .
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