【題目】醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一種氧氣吸收劑,為紅棕色晶體。潮濕環(huán)境中易被氧化,微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易揮發(fā)的有機溶劑,可溶于水)。其制備裝置及步驟如下:
①檢查裝置氣密性,往三頸燒瓶中依次加入過量鋅粉,200mL0.200mol/LCrC13溶液。
②關閉k2打開k1,旋開分液漏斗的旋塞并控制好滴速。
③待三頸燒瓶內的溶液由深綠色(Cr3+)變?yōu)榱了{色(Cr2+)時,把溶液轉移到裝置乙中。當出現(xiàn)大量紅棕色品體時,關閉分液漏斗的旋塞。
④將裝置乙中混合物快速過濾、洗滌和干燥,稱量得到5.64g[Cr(CH3COO)2]2·2H2O
(1)裝置甲中連通管a的作用是________,如何檢驗甲裝置的氣密性是否良好?__________。
(2)三頸燒瓶中的Zn除了與鹽酸生成H2外,發(fā)生的另一個反應的離子方程式為__________。
(3)步驟③中溶液自動轉移至裝置乙中的實驗操作為________________。
(4)裝置丙的作用是________________。
(5)步驟④中進行洗滌的操作方法為________________________________。
(6)洗滌產品時,如何證明產品已經洗滌干凈?______________________。
(7)本實驗中[Cr(CH3COO)2]2·2H2O (相對分子質量為376)的產率是___。
【答案】 保證分液漏斗中的液體順利流下 關閉k1和k2,用止水夾夾住連通管a,打幵分液漏斗活塞,若一段時間之后,分液漏斗中水不能順利流下,則氣密性良好 2Cr3++Zn=2Cr2++Zn2+ 關閉k1,打開k2 防止空氣進入裝置乙氧化二價鉻 向過濾器中先加入煮沸冷卻后的水洗滌2~3次,再用乙醚洗滌1~2次;洗滌時要保持晶體上方始終留有液體,要做到不等洗滌液流完,就加下一次洗滌液 取最后一次水洗液少量于試管中,加硝酸酸化,再加硝酸銀溶液,若無明顯現(xiàn)象,則說明已經洗滌干浄 75.0%
【解析】分析:關閉k2打開k1,甲中產生的氫氣可以把系統(tǒng)內的空氣排出,可以防止空氣把產品氧化。Zn除了與鹽酸生成H2外,還發(fā)生Zn還原Cr3+的反應,其離子方程式為2Cr3++Zn=2Cr2++Zn2+。待溶液由深綠色(Cr3+)變?yōu)榱了{色(Cr2+)時,關閉k1打開k2,產生的氫氣可以把氯化亞鉻溶液自動壓入乙中,氯化亞鉻與醋酸鈉發(fā)生復分解反應生成[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。丙可防止空氣進入乙裝置把產品氧化。
詳解:(1)裝置甲中連通管a的作用是:保證分液漏斗中的液體順利流下。檢驗甲裝置的氣密性的方法是:關閉k1和k2,用止水夾夾住連通管a,打幵分液漏斗活塞,若一段時間之后,分液漏斗中水不能順利流下,則氣密性良好。
(2)三頸燒瓶中的Zn除了與鹽酸生成H2外,發(fā)生的另一個反應的離子方程式為2Cr3++Zn=2Cr2++Zn2+。
(3)步驟③中溶液自動轉移至裝置乙中的實驗操作為:關閉k1,打開k2。
(4)裝置丙的作用是防止空氣進入裝置乙氧化二價鉻。
(5)由題中信息可知,產品不溶于水和乙醚,在潮濕環(huán)境中易被氧化。所以,步驟④中進行洗滌的操作方法及注意事項是:向過濾器中先加入煮沸冷卻后的水洗滌2~3次,再用乙醚洗滌1~2次;洗滌時要保持晶體上方始終留有液體,要做到不等洗滌液流完,就加下一次洗滌液。
(6)產品表面吸附有Cl-,所以,洗滌產品時,證明產品已經洗滌干凈的方法是:取少量最后一次水洗液置于試管中,加硝酸酸化,再加硝酸銀溶液,若無明顯現(xiàn)象,則說明已經洗滌干浄。
(7)200mL0.200mol/LCrC13溶液中,n(CrC13)=0.04 mol,由Cr元素守恒可以求出理論上可以得到7.52g[Cr(CH3COO)2]2·2H2O,實際最終得到5.64g[Cr(CH3COO)2]2·2H2O,所以,本實驗中[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的產率是75.0%。
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【題目】中國煉丹家約在唐代或五代時期掌握了以爐甘石點化鍮石(即鍮石金)的技藝:將爐甘石(ZnCO3)、赤銅礦(主要成分Cu2O)和木炭粉混合加熱至800℃左右可制得與黃金相似的鍮石金;卮鹣铝袉栴}:
(1)鋅元素基態(tài)原子的價電子排布式為________________,銅元素基態(tài)原子中的未成對電子數(shù)為_________________。
(2)硫酸鋅溶于過量氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中,陰離子的立體構型是__________________,[Zn(NH3)4]2+中含有的化學鍵有__________________。
②NH3分子中,中心原子的軌道雜化類型為________________,NH3在H2O中的溶解度____________(填“大”或“小”),原因是_____________________。
(3)銅的第一電離能為I1Cu=745.5kJ·mol-1,第二電離能為I2Cu=1957.9kJ·mol-1,鋅的第一電離能為I1Zn=906.4kJ·mol-1,第二電離能為I2Zn=1733.3kJ·mol-1,I2Cu>I2Zn的原因是___________________。
(4)Cu2O晶體的晶胞結構如圖所示。O2-的配位數(shù)為_______________;若Cu2O的密度為dg·cm-3,則晶胞參數(shù)a=____________nm。
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【題目】如圖裝置,其中試劑b為濃硫酸,則下列實驗設計能達到實驗目的的是
選項 | 試劑a | 試劑c | 實驗目的 | |
A | MnO2和NaCl | 紫色石蕊溶液 | 驗證Cl2的漂白性 | |
B | 蔗糖 | 澄清石灰水 | 驗證CO2的生成 | |
C | FeS | 溴水 | 驗證非金屬性:Br>S | |
D | Na2SO3 | 品紅溶液 | 驗證SO2的漂白性 |
A. A B. B C. C D. D
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【題目】能源是人類生存、社會發(fā)展不可或缺的物質,CO、H2、CH3OH均是重要的能源物質。
(1)已知:氧氣中化學鍵的鍵能為497kJ/mol,二氧化碳中C=O鍵的鍵能為745kJ/mol。
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=-566kJ/mol
H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g) △H2=-41kJ/mol
CH3OH(g)+O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) △H3=-660kJ/mol
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H4
則使1molCO(g)完全分解成原子所需要的能量至少為___,△H4=___。
(2)某密閉容器中存在反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),起始時容器中只有amol/LCO和bmol/LH2,平衡時測得混合氣體中CH3OH的物質的量分數(shù)[φ(CH3OH)]與溫度(T)、壓強(p)之間的關系如圖所示。
①溫度T1和T2時對應的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1____K2(填“>”“<”“=”);若恒溫(T1)恒容條件下,起始時a=1、b=2,測得平衡時混合氣體的壓強為p1kPa,則T1時該反應的壓強平衡常數(shù)Kp=___。(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù),用含p1的代數(shù)式表示)
②若恒溫恒容條件下,起始時充入1molCO和2molH2,達平衡后,CO的轉化率為α1,此時,若再充入1molCO和2molH2,再次達平衡后,CO的轉化率為α2,則α1_____α2 (填“>”“<”“=”“無法確定”)
③若恒溫恒容條件下,起始時a=1、b=2,則下列敘述能說明反應達到化學平衡狀態(tài)的是____。
A.CO、H2的物質的量濃度之比為1:2,且不再隨時間的變化而變化
B.混合氣體的密度不再隨時間的變化而變化
C.混合氣體的平均摩爾質量不再隨時間的變化而變化
D.若將容器改為絕熱恒容容器時,平衡常數(shù)K不隨時間變化而變化
(3)工業(yè)上常用氨水吸收含碳燃料燃燒中產生的溫室氣體CO2,其產物之一是NH4HCO3。已知常溫下碳酸的電離常數(shù)K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11,NH3·H2O的電離常數(shù)K=1.8×10-5,則所得到的NH4HCO3溶液中c(NH4+)_____c(HCO3-)(填“>”“<”“=”)。
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【題目】銅是重要金屬,Cu的化合物在科學研究和工業(yè)生產中具有許多用途,如CuSO4溶液常用作電解液、電鍍液等。請回答以下問題:
(1)CuSO4可由金屬銅與濃硫酸反應制備,該反應的化學方程式為___________;
(2)CuSO4粉末常用來檢驗一些有機物中的微量水分,其原因是_______;
(3)SO42-的立體構型是________,其中S原子的雜化軌道類型是_______;
(4)元素金(Au)處于周期表中的第六周期,與Cu同族,Au原子最外層電子排布式為______;一種銅合金晶體具有立方最密堆積的結構,在晶胞中Cu原子處于面心,Au原子處于頂點位置,則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為_______;該晶體中,原子之間的作用力是________;
(5)上述晶體具有儲氫功能,氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待,該晶體儲氫后的晶胞結構為CaF2的結構相似,該晶體儲氫后的化學式應為__________。
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【題目】一定條件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關說法正確的是
A. a、b、c、d、e中,c最穩(wěn)定
B. b→a+c反應的活化能為反應物能量減生成物能量
C. b→a+d反應的熱化學方程式為:3ClO-(aq)=ClO3-(aq)+2Cl-(aq)ΔH=+116 kJ·mol-1
D. 一定溫度下,Cl2與NaOH溶液反應生成的產物有a、b、d,溶液中a、b、d的濃度之比可能為11∶1∶2
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【題目】碳的氧化物和氮的氧化物與人類生活息息相關,它們之間有多種相互轉化關系,可以變廢為寶。
(1)為了模擬汽車尾氣在催化轉化器內的工作反應情況,控制定條件,讓反應在恒容密閉容器中進行如下反應:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),用傳感器測得不同時間NO和CO的依度如下表:
時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)(10-4mol/L) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(NO)(10-3mol/L) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
①前2s內的平均反應速率v(N2)=________,此溫度下,該反應的平衡常數(shù)K=_______
②能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是____________。
A.2n(CO2)=n(N2) B.混合氣體的平均相對分子質量不變
C.氣體密度不變 D.容器內氣體壓強不變
③當NO與CO濃度相等時,體系中NO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。則NO的平衡轉化率隨溫度升高而減小的原因是___,壓強P1、P2、P3的大小關系是____________,理由是_______________________。
(2)用氨氣催化氧化還原法脫硝(NOx)
①根據(jù)下圖判斷提高脫硝效率(單位時間內NOx濃度變化占煙氣初始濃度的百分比)的最佳條件是:______________________。
②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+akJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-bk/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-ckJ/mol 其中a、b、C均為大于0。
則放熱反應:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H=____________。
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【題目】已知某化學反應的平衡常數(shù)表達式為K=,在不同的溫度下該反應的平衡常數(shù)如表所示:
t ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 1.67 | 1.11 | 1.00 | 0.60 | 0.38 |
下列有關敘述不正確的是( )
A. 該反應的化學方程式是:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B. 上述反應的正反應是放熱反應
C. 如果在一定體積的密閉容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后溫度升高到830 ℃,此時測得CO2為0.4 mol時,該反應達到平衡狀態(tài)
D. 某溫度下,如果平衡濃度符合下列關系式:=,判斷此時的溫度是1000 ℃
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