【題目】工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下,請回答下列問題:
(1)在上述工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中,B設備的名稱是_____________,其中發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________。
(2)此生產(chǎn)過程中,N2與H2合成NH3所用的催化劑是______________。1909年化學家哈伯在實驗室首次合成了氨,2007年化學家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應過程,示意圖如下:
分別表示N2、H2、NH3。圖⑤表示生成的NH3離開催化劑表面,圖②和圖③的含義分別是________________、____________________。
(3)在合成氨的設備(合成塔)中,設置熱交換器的目的是_____________________;在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是______________________________。
(4)生產(chǎn)硝酸的過程中常會產(chǎn)生一些氮的氧化物,可用如下兩種方法處理:
堿液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
NH3還原法:8NH3+6NO27N2+12H2O(NO也有類似的反應)
以上兩種方法中,符合綠色化學的是________________________________。
(5)某化肥廠用NH3制備NH4NO3。已知:由NH3制NO的產(chǎn)率是96%、NO制HNO3的產(chǎn)率是92%,則制HNO3所用去的NH3的質(zhì)量占總耗NH3質(zhì)量(不考慮其它損耗)的________%。
【答案】氧化爐 4NH3+5O24NO+6H2O 鐵砂網(wǎng)(或鐵) N2、H2被吸附在催化劑表面 在催化劑表面,N2、H2中化學鍵斷裂 利用余熱,節(jié)約能源 可使NO循環(huán)利用,全部轉化成HNO3 NH3還原法 53
【解析】
(1)在工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)中,氨的催化氧化在氧化爐中進行,故B設備的名稱是氧化爐,發(fā)生反應的化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。
(2)分析工藝流程知此生產(chǎn)過程中,N2與H2合成NH3所用的催化劑是鐵砂網(wǎng)(或鐵);分析圖示知圖②和圖③的含義分別是N2、H2被吸附在催化劑表面、N2、H2中化學鍵斷裂。
(3)合成氨的反應為放熱反應,在合成氨的設備(合成塔)中,設置熱交換器的目的是利用余熱,節(jié)約能源;在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是可使NO循環(huán)利用,全部轉化成HNO3。
(4)堿液吸收法中,只有當NO和NO2的物質(zhì)的量之比小于等于1:1時尾氣才能吸收完全,且生成物亞硝酸鈉有毒,而NH3還原法生成物為氮氣和水,對環(huán)境無影響,故兩種方法中,符合綠色化學的是NH3還原法。
(5)設生產(chǎn)硝酸的NH3的物質(zhì)的量為1mol,根據(jù)關系式:NH3~HNO3和題給信息計算生成HNO3的物質(zhì)的量為:1 mol×96%×92%=0.88 mol;根據(jù)反應:NH3+HNO3=NH4NO3知與硝酸反應的NH3的物質(zhì)的量為0.88mol,故制HNO3用去NH3的質(zhì)量占總消耗NH3的質(zhì)量分數(shù)為:×100%=53%。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】過碳酸鈉是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑。某興趣小組制備過碳酸鈉的實驗方案和裝置示意圖如圖1:
已知:主反應
副反應
滴定反應:
,時開始分解。
請回答下列問題:
(1)圖2中支管的作用是 ______ 。
(2)步驟的關鍵是控制溫度,其措施有 ______ 和 ______ 。
(3)在濾液X中加入適量NaCl固體或無水乙醇,均可析出過碳酸鈉,原因是 ______ 。
(4)步驟中選用無水乙醇洗滌產(chǎn)品的目的是 ______ 。
(5)下列物質(zhì)中,加入到過碳酸鈉溶液中,不會產(chǎn)生大量氣體的是 ______ 。
A.MnO2 B.FeCl3 C.Na2SO3 D.NaOH E.HCl
(6)準確稱取 過碳酸鈉于250mL 錐形瓶中,加50mL 蒸餾水溶解,再加50mL,用標準溶液滴定至終點時消耗,則產(chǎn)品中的質(zhì)量分數(shù)為 ______ 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】資料顯示“的氧化性隨溶液pH的增大逐漸減弱”。某化學小組同學用下列裝置和試劑進行實驗,探究與KI溶液發(fā)生反應的條件。
供選試劑:溶液、固體、固體。
該小組同學設計、兩組實驗,記錄如下:
| 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 |
向Ⅰ試管中加入 固體,連接裝置Ⅰ、Ⅱ,點燃酒精燈 | Ⅱ試管中有氣泡冒出,溶液不變藍 | |
向Ⅰ試管中加入 固體, Ⅱ試管中加入適量 溶液,連接裝置Ⅰ、Ⅱ,點燃酒精燈 | Ⅱ試管中有氣泡冒出,溶液變藍 |
(1)選擇Ⅰ裝置用固體制取,為避免固體隨進入Ⅱ試管對實驗造成干擾,應進行的改進是________,組實驗中與KI溶液反應的離子方程式是________。
(2)對比、兩組實驗可知,與KI溶液發(fā)生反應的適宜條件是________。為進一步探究該條件對反應速率的影響,可采取的實驗措施是________。
(3)為進一步探究堿性條件下KI與能否反應,用上圖中的裝置繼續(xù)進行實驗:
| 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 |
向Ⅰ試管中加入 固體,Ⅱ試管中滴加 KOH 溶液控制 , 連接裝置Ⅰ、Ⅱ,點燃酒精燈 | 溶液略變藍 | |
向Ⅰ試管中加入 固體,Ⅱ試管中滴加 KOH 溶液控制 , 連接裝置Ⅰ、Ⅱ,點燃酒精燈 | 無明顯變化 |
對于實驗的現(xiàn)象,小明同學提出猜想“時不能氧化”,設計了下列裝置進行實驗,驗證猜想。
(i)燒杯a中的溶液為________。
(ii)實驗結果表明,此猜想不成立。支持該結論的實驗現(xiàn)象是通入后________。
(iii)小剛同學向的KOH溶液含淀粉中滴加碘水,溶液先變藍后迅速褪色。經(jīng)檢測褪色后的溶液中含有,褪色的原因是________用離子方程式表示。
(4)該小組同學對實驗過程進行了反思:實驗的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)是肉制品生產(chǎn)中最常使用的一種食品添加劑,某化學興趣小組利用一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉并進行一系列實驗探究。
查閱資料:
①NO2能與Na2O2反應;
②在酸性溶液中,NO2-可將MnO4-還原為Mn2+且無氣體生成。
③NO不與堿反應,可被酸性KMnO4溶液氧化為硝酸。
Ⅰ.制備亞硝酸鈉
(1)裝置A用恒壓滴液漏斗,相比普通分液漏斗,顯著的優(yōu)點是____________________________。
(2)上述裝置按氣流方向連接的順序為:a→____________________(填儀器接口的字母編號)。
(3)D中反應的方程式為_____________________________。如果沒有B裝置,D中生成的亞硝酸鈉中含有的雜質(zhì)有______________(填化學式)。
(4)C裝置的作用是_________________(用離子方程式表示)。
Ⅱ.測定產(chǎn)品純度,實驗步驟:
①準確稱量4.000 g產(chǎn)品配成250 mL溶液。
②從步驟①配制的溶液中移取25.00 mL加入錐形瓶中。
③用0.1000 mol/L酸性KMnO4溶液滴定至終點。
④重復以上操作3次,消耗酸性KMnO4溶液的平均體積為20.00 mL。
(5)達到滴定終點的現(xiàn)象是____________。產(chǎn)品中NaNO2的純度為______________%。
(6)設計實驗證明HNO2的酸性比CH3COOH強_________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】天然氣是一種重要的清潔能源和化工原料,其主要成分為甲烷。
I.(1)已知:一定條件下可被甲烷還原“納米級”的金屬鐵。其反應為:
①此反應的化學平衡常數(shù)表達式為______
②在容積均為VL的I、II、III三個相同密閉容器中加入足量,然后分別充入amol,三個容器的反應溫度分別為、、且恒定不變,在其他條件相同的情況下,實驗測得反應均進行到tmin時的體積分數(shù)如圖1所示,此時I、II、III三個容器中一定處于化學平衡狀態(tài)的是______;上述反應的______填“大于”或“小于”,該反應在______填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”下可自發(fā)進行。
利用天然氣為原料的一種工業(yè)合成氨簡式流程圖如圖2:
(1)步驟Ⅱ中制氫氣的原理如下:Ⅰ;
Ⅱ;
①對于反應Ⅰ,在一定溫度下的恒容容器中,表示其已達到最大化學反應限度的敘述正確的是______。
A.單位時間內(nèi)1mol消耗,同時有3mol生成;
B.、、CO的物質(zhì)的量濃度相等;
C.混合氣體的密度不再改變;
D.混合氣體的壓強不再改變。
②則反應;______用含、的代數(shù)式表示。
(2)合成氨是人類科學技術上的一項重大突破,反應原理為:在容積為10L的密閉容器中進行,起始時充入、反應在不同條件下進行,反應體系總壓強隨時間的變化如圖3所示。
①實驗a從開始至平衡時的反應速率______;實驗c中的平衡轉化率為______。
②與實驗a相比,其他兩組改變的實驗條件是:b______,c______。
③M點的逆反應速率______N點的正反應速率填“”、“”或“”;N點時再加入一定量,平衡后的體積分數(shù)______填“增大”、“減小”或“不變”。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關熱化學方程式的敘述正確的是
A.已知,則的燃燒熱為
B.已知甲烷氧化:,則反應物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和
C.已知,則將和置于一密閉容器中充分反應后放出的熱量
D.含的稀溶液與稀鹽酸完全中和,放出的熱量,則該反應的熱化學方程式為:
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】乳酸亞鐵晶體([CH3CH(OH)COO]2Fe3H2O,Mr=288)是常用的補鐵劑。乳酸亞鐵可由乳酸與FeCO3反應制得。
Ⅰ.制備碳酸亞鐵(FeCO3)
(1)儀器B的名稱是______。
(2)利用如圖所示裝置進行實驗,進行以下兩步操作:
第一步:打開活塞1、3,關閉活塞2,反應一段時間;
第二步:關閉活塞3,打開活塞2,發(fā)現(xiàn)C中有白色沉淀和氣體生成。
①第-步驟的目的是:______。
②C中反應生成白色沉淀的離子方程式是:______。
③儀器C中的混合物經(jīng)過濾,洗滌后得到FeCO3沉淀,檢驗其是否洗凈的方法是______(填操作,現(xiàn)象和結論)。
④從產(chǎn)品純度角度指出該實驗裝置中存在的缺陷______。
Ⅱ.制備乳酸亞鐵晶體和定量測量
(1)制備乳酸亞鐵晶體。將制得的FeCO3加入到乳酸溶液中,加入少量鐵粉,在70℃下攪拌使反應充分進行,一段時間后,經(jīng)過分離提純操作,從所得溶液中得到乳酸亞鐵晶體。請設計實驗檢測產(chǎn)品在制備過程是否因氧化而發(fā)生變質(zhì)(填操作,現(xiàn)象和結論):______。
(2)用碘量法測定晶體樣品中鐵元素的含量并計算樣品的純度。稱取3.00g晶體樣品,在足量空氣中灼燒成灰,加足量稀鹽酸溶解,將所有可溶物配成l00mL溶液。取25.00mL該溶液加入過量的KI反應,加入幾滴______作指示劑,用0.10mol/L的硫代硫酸鈉溶液滴定(I2+2S2O32-=S4O62-+2I-),重復實驗3次,滴定終點時平均消耗硫代硫酸鈉25.00mL,則樣品純度為______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法錯誤的是( )
A.20gD2O含有的中子數(shù)為10NA
B.1L0.1mo1L-1亞硫酸鈉溶液含有的SO32-數(shù)目為0.1NA
C.1molKMnO4被還原為Mn2+轉移的電子數(shù)為5NA
D.16gO2和32gO3的混合物中所含原子數(shù)為3NA
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【題目】[化學——選修3:物質(zhì)結構與性質(zhì)]鉻元素在地殼中含量占第21位,是一種重要的金屬;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)鉻原子的價電子排布式為_________________,根據(jù)價層電子判斷鉻元素中最高價態(tài)為___________價。鉻元素的第二電離能________錳元素的第二電離能(填“>”“<”填“=”)。
(2)無水氯化亞鉻(CrCl2)的制備方法為在500℃時用含HCl的H2氣流還原CrCl3,該過程涉及到的反應原理為____________________________________________(用化學方程式表示)。
已知:氯化亞鉻的熔點為820~824℃,則其晶體類型為___________晶體。二價鉻還能與乙酸根形成配合物,在乙酸根中碳原子的雜化形式為___________
(3)已知CrO5中鉻元素為最高價態(tài),畫出其結構式:______________________
(4)Cr元素與H元素形成化合物的晶胞結構如圖所示,則該化合物的化學式為___________。已知:該晶胞的邊長為437.6 pm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶體的密度為____g/cm3(列出計算式即可)。
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