(10分)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)右图是N2和H2反应生成2molNH3过程中能量变化示意图,请计算每生成1molNH3放出热量为________。
(2)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其化学平衡常数K与t的关系如下表:
t/K | 298 | 398 | 498 | …… |
K/(mol·L—1)—2 | 4.1×106 | K1 | K2 | …… |
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1________K2(填写“>”“=”或“<”)
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是________(填序号字母)。
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2 B.2v(N2)(正)= v(H2)(逆)
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(3)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似。
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式 。
②盐酸肼水溶液中离子浓度的关系表示正确的是________(填序号)。
A.c(Cl—)>c(N2H62+)>c(H+)>c(OH—)
B.c(Cl—)>c([N2H5·H2O]+)>c(OH—)>c(H+)
C.2c(N2H62+)+c([N2H5·H2O]+)+ c(H+) = c(Cl—)+c(OH—)
D.c(N2H62+) > c(Cl—)> c(H+) >c(OH—)
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过氧化钙(CaO2)常用作种子及谷物的无毒性消毒剂,常温下为白色的固体,微溶于水,且不溶于乙醇、乙醚或碱性溶液,但溶于酸。某实验小组拟探究CaO2的性质及其实验室制法。
(1)实验探究CaO2与酸的反应。
操作 | 现象 |
向盛有4g CaO2的大试管中加入10mL稀盐酸的溶液a | 剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体 |
取5mL溶液a于试管中,滴入两滴石蕊 | 溶液变红,一段时间后溶液颜色明显变浅,稍后,溶液变为无色 |
① CaO2与盐酸反应的化学方程式为 _____ 。
②加入石蕊后溶液褪色可能是因为溶液a中存在较多的 _____ 。
(2)用如图所示装置制备过氧化钙,其反应原理为Ca+O2CaO2
①请选择实验所需的装置,按气流方向连接的顺序为 (填仪器接口的字母,上述装置可不选用也可重复使用)。
②根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:I.检验装置的气密性后,装入药品;II.打开分液漏斗活塞,通入气体一段时间,加热药品;III反应结束后, (填操作);IV拆除装置,取出产物。
(3)利用反应Ca2++ H2O2+8H2O+NH3= CaO2·8H2O↓+2NH4+。在碱性环境下制取CaO2的装置如图所示。
①NH3在Ca2+和 H2O2 的反应过程中所起的作用是 。
②反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O,过滤所需要的玻璃仪器是 ;将沉淀进行洗涤的操作为 。
(4)设计实验证明CaO2的氧化性比FeCl3的氧化性强: 。
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(18分)为了测定某未知NaOH溶液的浓度,需要0.200mol·L-1的盐酸溶液500mL。某学生用实验室中常用的36.5%(密度为1.20g·cm-3)的浓盐酸配制所需稀盐酸,并设计了以下步骤完成实验。
⑴请你帮助该同学完成以下各步中的内容,并将其所设计的实验步骤正确排序。
A.用_____(从以下备选仪器中选取适当仪器,将其序号填入空格中)量取36.5%(密度为1.20g·cm-3)的浓盐酸________mL。a.50mL量筒; b.10mL量筒; c.托盘天平。
B.将取好的浓盐酸在烧杯中加适量蒸馏水稀释。
C.轻轻振荡后继续加蒸馏水到液面距离仪器刻线1~2cm处。
D.等溶液恢复至室温。
E.将溶液用玻璃棒引流转入______________________(填写所需仪器)中,再用适量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次一并转入其中。
F.用胶头滴管加蒸馏水直到溶液液面恰好与刻线相切,塞好瓶塞摇匀即可。
以上各实验步骤的正确排列顺序是___________________________________。
⑵准确移取20.00mL待测NaOH溶液于锥形瓶中,用所配标准盐酸溶液进行滴定(以酚酞为指示剂)。滴定结果如下表:据此计算未知NaOH溶液的物质的量浓度为____mol·L-1(精确到0.01)。
实验序号 | 滴定管液面起始读数 | 滴定管液面终点读数 |
1 | 1.32mL | 23.36mL |
2 | 2.26mL | 24.22mL |
⑶下列操作或叙述正确的是_____(填写序号)。
A.滴定过程中,眼睛注视滴定管内溶液并使视线与液面的凹面水平。
B.滴定过程中由于摇动锥形瓶使少许溶液溅起沾在瓶内壁,为使测定结果正确,可用少许蒸馏水将其冲入锥形瓶内的溶液中。
C.容量瓶和滴定管在使用前洗净后都要检查是否漏液。
D.向锥形瓶中移取NaOH溶液前,用少许NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次。
⑷下列操作或现象会导致测定结果偏高的是_____________________(填写序号)。
A.滴定过程中不小心将一滴溶液滴在锥形瓶外;
B.滴定结束时,发现在滴定管尖嘴处有小气泡;
C.滴定结束后仰视滴定管液面读数;
D.溶液褪色立即读数,摇动锥形瓶后看到溶液红色复出;
E.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗,直接加入标准液进行滴定。
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(8分)50 mL1.0 mol·L-1盐酸跟50mL1.1 mol·L-1氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题。
⑴大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么?
⑵大烧杯上如不盖硬纸板,对求得中和热的数值有何影响?
⑶改用60 mL1.0mol·L-1盐酸跟50mL1.1mol·L-1氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所测中和热的数值理论上是否相等(不考虑空气的影响)?简述理由。
⑷用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行实验,为什么测得中和热的数值偏低?
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(10分)⑴石灰水因在空气中久置出现了较多白色浑浊,某学生欲分离得到澄清石灰水,他应该选取的分离方法是___________;分离过程中除使用铁架台(带铁圈)、烧杯、滤纸外,必须使用的仪器还有(填写仪器名称)___________________。
⑵下列都是实验室常用的化学仪器,其中有“0”刻度线的是_______________(填入仪器序号,下同)。可以在酒精灯火焰上直接加热的有___________。
A.容量瓶 B.滴定管 C.试管 D.温度计
E.烧瓶 F.量筒 G.烧杯 H.坩埚
⑶实验室可以用下图所示装置,以MnO2粉末和H2O2为试剂制取氧气。下列几种也是中学化学实验中需要制取的气体,这些气体中也能用图所示装置制取的有(填写气体化学式前的序号)________________。
A.Cl2 B.H2 C.CH2=CH2 D.NO2 E.CH≡CH F.CO2
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【化学——有机化学基础】
非诺贝特(fenofibrate)是降胆同醇及甘油三酯的药物,它的一条合成路线如下:
已知:①羧酸类有机物与液溴在少量磷作用下,发生取代。
(1)B的名称为_______________。
(2)C所含官能团的名称为___________。
(3)写出下列物质的结构简式b_____________,F__________________。
(4)写出G到H的反应方程式_______________。
(5)写出同时符合下列条件的D的同分异构体结构筒式____________。
①能发生银镜反应;②含5种不同环境氢的联苯酯类有机物。
1 mol该有机物最多消耗NaOH的物质的量为_______________。
(6)以2-甲基丙烯为原料制备E,设计合成路线(其他试剂任选)。
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无色晶体硫酸锌,俗称皓矾,在医疗上用作收敛剂,工业上作防腐剂、制造白色颜料(锌钡白)等。某实验小组欲用制氢废液制备硫酸锌晶体,进行了以下实验:
(1)取50mL制氢废液,过滤。除去不溶性杂质后,用ZnO调节滤液使pH约等于2,加热、蒸发、浓缩制得较高温度下的硫酸锌饱和溶液,冷却结晶,得到粗制的硫酸锌晶体。
①加入少量氧化锌调节滤液使pH≈2目的是________;
②加热蒸发、浓缩溶液时,应加热到________________时,停止加热。
(2)粗晶体在烧杯中用适量蒸馏水溶解,滴加1~2滴稀硫酸,用沸水浴加热至晶体全部溶解。停止加热,让其自然冷却、结晶。抽滤(装置如图所示)。将所得晶体用少量无水乙醇洗涤1-2次,得到较纯的硫酸锌晶体。
①写出下列仪器的名称。a ________________ ;b________________
②抽滤跟普通过滤相比,除了得到沉淀较干燥外,还有一个优点是________________。
③用少量无水乙醇洗涤晶体的目的是________ 。
(3)在制取氢气时,如果锌粒中混有少量的铁、铜杂质,对硫酸锌的质量________________(填“有”、“无”)影响,原因是________________。
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(15分)氰化物有剧毒,冶金工业会产生大量含氰化物的废水,其中氰化物以CN—等形式存在于废水中。某化学小组同学对含氰化物废水处理进行研究。
I.查阅资料:含氰化物的废水破坏性处理方法。
利用强氧化剂将氰化物氧化为无毒物质,如以TiO2为催化剂用NaClO将CN-离子氧化成CNO-(CN-和CNO-中N元素均为-3价),CNO-在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。
II.实验验证:破坏性处理CN-的效果。
化学兴趣小组的同学在密闭系统中用图10装置进行实验,以测定CN-被处理的百分率,实验步骤如下:
步骤1:取一定量废水进行加热蒸发、浓缩。
步骤2:取浓缩后含CN-离子的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(设其中CN-的浓度为0.2mol·L—1)倒入甲中,塞上橡皮塞。
步骤3:________
步骤4:打开甲上的橡皮塞和活塞,使甲中溶液全部放入乙中,关闭活塞。
步骤5:打开活塞K,通一段时间N2,关闭活塞K。
步骤6:实验完成后测定干燥管I(含碱石灰)的质量m2(实验前干燥管I(含碱石灰)的质量m1)
回答下列问题:
(1)在破坏性处理方法中,在酸性条件下NaClO和CNO-反应的离子方程式________。
(2)完成步骤3________。
(3)丙装置中的试剂是________,丁装置的目的是________。
(4)干燥管Ⅱ的作用是________。
(5)请简要说明实验中通入N2的目的是________。
(6)若干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g,则该实验中测得CN-被处理的百分率为________。
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利用下左图所示实验装置可以测定常温常压下气体的摩尔体积。
甲同学利用如图1装置,根据下列步骤完成实验:①装配好装置,作气密性检查.②用砂纸擦去镁带表面的氧化物,然后取0.108g的镁带.③取下A瓶加料口的橡皮塞,用小烧杯加入20mL水,再把已称量的镁带加到A瓶的底部,用橡皮塞塞紧加料口.④用注射器从A瓶加料口处抽气,使B瓶导管内外液面持平.⑤用注射器吸取10mL3mol•L﹣1硫酸溶液,用针头扎进A瓶加料口橡皮塞,将硫酸注入A瓶,注入后迅速拔出针头.⑥当镁带完全反应后,读取C瓶中液体的体积,记录数据.⑦用注射器从A瓶加料口处抽出8.0mL气体,使B瓶中导管内外液面持平.⑧读出C瓶中液体体积是115.0mL.完成下列填空:
(1)常温常压下的压强为 ,温度为 .
(2)在常温常压下气体摩尔体积理论值约为24.5L/mol,甲同学测出此条件下lmol气体的体积为 ,计算此次实验的相对误差为 %(保留2位有效数字).引起该误差的可能原因是 .
a.镁带中含铝;b.没有除去镁带表面的氧化物;c.反应放热;d.所用硫酸的量不足
(3)丙同学提出可用如图2装置完成该实验.该装置气密性的检查方法是: .
(4)与原方案装置相比,丙同学使用的装置实验精度更高.请说明理由(回答两条) , .
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在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)连接好装置后,加入药品前应进行的实验操作是:
________
________
________
________
(2)A是用石灰石和盐酸制取CO2的装置。写出A中发生反应的离子方程
式:________。
(3)在B、C装置中放入的药品依次为:B________ C:________
(4)D中放入氢氧化钠溶液的作用是:________
(5)试管F中收集满气体后,下一步实验操作是:把E中的导管移出水面,关闭分液漏斗活塞,用拇指堵住试管口,取出试管,立即把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃,证明试管中收集的气体是氧气。
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