【題目】明礬石經(jīng)處理后得到明礬(KAl(SO4)2·12H2O)。由明礬制備Al、K2SO4和H2SO4的工藝過程如下所示:
焙燒明礬的化學(xué)方程式為:4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
請(qǐng)回答下列問題:
(1)在焙燒明礬的反應(yīng)中,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_______。
(2)從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的操作方法是_______。
(3)A12O3在一定條件下可制得AIN,AlN的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。每個(gè)晶胞中含有_______個(gè)鋁原子,若Al與N原子最近距離為apm,則該晶體的密度為_______g/cm3。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)
(4)SO2分子的空間構(gòu)型為_______
(5)焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa時(shí)
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=一197kJ/mol;
2H2O(g)=2H2O(1)△H2=一44kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=一545kJ/mol。
則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______。
【答案】1:1 蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶 4 V形或角形 SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-152kJ·mol-1
【解析】
(1)根據(jù)焙燒明礬方程式,判斷出氧化劑和還原劑,即可知道答案;
(2)從溶液中得到固體硫酸鉀,可以才用蒸發(fā)結(jié)晶的方法;
(3)AlN的晶胞中N原子數(shù)目為4,Al原子數(shù)目為8×+6×=4,頂點(diǎn)白色球與相鄰黑色距離為晶胞體對(duì)角線的,則晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)為4apm,晶胞棱長(zhǎng)為pm,晶胞的體積為(pm)3,1mol晶胞的質(zhì)量為4×41g,得其密度;
(4) SO2分子中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+=3,且含有1個(gè)孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷S原子的軌道雜化類型及分子的空間構(gòu)型;
(5) ①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197kJ/mol,②2H2O(g)=2H2O(1)△H2=-44kJ/mol,③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=-545kJ/mol,依據(jù)蓋斯定律③-①-②得到。
(1)4KAl(SO4)212H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反應(yīng)硫單質(zhì)中硫元素化合價(jià)升高為+4價(jià)。硫酸根離子中硫元素化合價(jià)從+6價(jià)變化為+4價(jià),故還原劑是硫單質(zhì),而氧化劑是6mol的硫酸根離子,即3mol的4KAl(SO4)212H2O,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比1:1,故答案為1:1;
(2)從溶液中得到固體硫酸鉀,可以才用蒸發(fā)結(jié)晶的方法,故答案:蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶;
(3)AlN的晶胞中N原子數(shù)目為4,Al原子數(shù)目為8×+6×=4,頂點(diǎn)白色球與相鄰黑色距離為晶胞體對(duì)角線的,則晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)為4apm,晶胞棱長(zhǎng)為pm,晶胞的體積為(pm)3,1mol晶胞的質(zhì)量為4×41g,得其密度g/cm3,故答案為:4;;
(4)SO2分子中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+=3,且含有1個(gè)孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷S原子的軌道雜化類型為sp2,分子的空間構(gòu)型為V形,故答案為:V形或角形;
(5)①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1=-197kJ/mol,②2H2O(g)=2H2O(1)△H2=-44kJ/mol,③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=-545kJ/mol,依據(jù)蓋斯定律③-①-②得到:2SO3(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)△H=-304 kJ/mol,即反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-152 kJ/mol;故答案為:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-152kJ/mol。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】月球上的每百噸He聚變所釋放出的能量相當(dāng)于目前人類一年消耗的能量,地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一個(gè)12C原子的質(zhì)量為a g,一個(gè)He原子的質(zhì)量為b g,NA為阿伏加德羅常數(shù)。下列說法正確的是
A.He比H多一個(gè)中子B.氦元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量為3
C.He的相對(duì)原子質(zhì)量為 D.He的摩爾質(zhì)量為bNA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示某硅氧離子的空間結(jié)構(gòu)示意圖(虛線不表示共價(jià)鍵)。通過觀察分析,下列敘述正確的是( )
A. 鍵角為120° B. 化學(xué)組成為SiO
C. Si原子采用sp2軌道雜化方式 D. 化學(xué)組成為SiO
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】ZulemaBorjas等設(shè)計(jì)的一種微生物脫鹽池的裝置如圖所示,下列說法正確的是( )
A. 該裝置可以在高溫下工作
B. X、Y依次為陽離子、陰離子選擇性交換膜
C. 負(fù)極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
D. 該裝置工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某學(xué)習(xí)小組對(duì)人教版教材實(shí)驗(yàn)“在200mL燒杯中放入20g蔗糖(C12H22O11),加入適量水,攪拌均勻,然后再加入15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%濃硫酸,迅速攪拌”進(jìn)行如下探究;
(1)觀察現(xiàn)象:蔗糖先變黃,再逐漸變黑,體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀黑色物質(zhì),同時(shí)聞到刺激性氣味,按壓此黑色物質(zhì)時(shí),感覺較硬,放在水中呈漂浮狀態(tài),同學(xué)們由上述現(xiàn)象推測(cè)出下列結(jié)論:
①濃硫酸具有強(qiáng)氧化性 ②濃硫酸具有吸水性 ③濃硫酸具有脫水性④濃硫酸具有酸性 ⑤黑色物質(zhì)具有強(qiáng)吸附性
其中依據(jù)不充分的是_________(填序號(hào));
(2)為了驗(yàn)證蔗糖與濃硫酸反應(yīng)生成的氣態(tài)產(chǎn)物,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下裝置:
試回答下列問題:
①圖1的A中最好選用下列裝置_________(填編號(hào));
②圖1的 B裝置所裝試劑是_________;D裝置中試劑的作用是_________;E裝置中發(fā)生的現(xiàn)象是_________;
③圖1的A裝置中使蔗糖先變黑的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________,后體積膨脹的化學(xué)方程式為:_________;
④某學(xué)生按圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)D瓶品紅不褪色,E裝置中有氣體逸出,F(xiàn)裝置中酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺,推測(cè)F裝置中酸性高錳酸鉀溶液顏色變淺的原因_________,其反應(yīng)的離子方程式是_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4 kJ/mol,其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如下表:
t/K | 298 | 398 | 498 | ...... |
K/(mol/L)2 | 4.1×106 | K1 | K2 | ...... |
完成下列問題:
①比較K1、K2的大。K1_______K2(填“>”、“=”或“<”);
②在恒溫恒壓下判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______(填序號(hào));
A 2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆)
B 2v(N2)(正)=v(H2)(逆)
C 容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D 混合氣體的密度保持不變
(2)工業(yè)上生產(chǎn)尿素的化學(xué)方程式為:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)。在T℃,體積為4L的密閉容器中,通入6molNH3和3molCO2,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),c(NH3)=0.5mol·L-1,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。若此時(shí)保持T℃和平衡時(shí)容器的壓強(qiáng)不變,再向體積可變的容器中充入3molNH3,則此時(shí)反應(yīng)的v正_______v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)在強(qiáng)酸性的電解質(zhì)水溶液中,惰性材料做電極,電解CO2可得到多種燃料,其原理如圖所示。
①該工藝中能量轉(zhuǎn)化方式主要有_______。
②電解時(shí),生成乙烯的電極反應(yīng)式是_______。
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【題目】標(biāo)準(zhǔn)狀況下15 g CO與CO2的混合氣體,體積為11.2 L。則:
(1)混合氣體的密度是_________。
(2)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是_________。
(3)CO2和CO的體積之比是__________。
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【題目】實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置(夾持裝置略)制備高效水處理劑高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。
已知K2FeO4具有下列性質(zhì):①可溶于水,微溶于濃KOH溶液;②在0℃~5℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定,在Fe(OH)3或Fe3+催化下發(fā)生分解;③在弱堿性至酸性條件下,能與水反應(yīng)生成O2和Fe(OH)3(或Fe3+)。
(1)裝置A用于制取氯氣,其中使用恒壓漏斗的原因是____。
(2)為防止裝置C中K2FeO4分解,可以采取的措施是____和____。
(3)裝置C中生成K2FeO4反應(yīng)的離子方程式為____。
(4)用一定量的K2FeO4處理飲用水,測(cè)得產(chǎn)生O2的體積隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。t1 s~t2 s內(nèi),O2的體積迅速增大的主要原因是____。
(5)驗(yàn)證酸性條件下氧化性FeO42->Cl2的實(shí)驗(yàn)方案為:取少量K2FeO4固體于試管中,____。(實(shí)驗(yàn)中須使用的的試劑和用品有:濃鹽酸,NaOH溶液、淀粉KI試紙、棉花)
(6)根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出:氧化性Cl2>FeO42-,而第(5)小題實(shí)驗(yàn)表明,Cl2和FeO42-的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是____。
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【題目】一定條件下的密閉容器中有如下反應(yīng):4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-906 kJ·mol-1,下列敘述正確的是
A. 2 mol NH3和5 mol O2充分反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)放出熱量為453 kJ
B. 平衡時(shí)5v正(O2)=4v逆(NO)
C. 平衡后降低溫度,混合氣體中NH3含量減小
D. 平衡后減小壓強(qiáng),混合氣體平均摩爾質(zhì)量增大
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