某兴趣小组模拟氯碱工业生产原理并探究其产品的性质。已知文献记载:
①氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成NaC1O;氯气与热的氢氧化钠溶液反应可生成NaC1O和NaC1O3。②在酸性较弱时KI只能被NaC1O氧化,在酸性较强时亦能被NaC1O3氧化。
(1)该小组利用如图所示装置制取家用消毒液(主要成分为NaClO),则a为________(填“阳极”或“阴极”)。生成NaClO的离子方程式为________。
(2)该小组将0.784 L(标准状况)Cl2通入50.00 mL热的NaOH溶液中,两者恰好完全反应后,稀释到250.0 mL。
①取稀释后的溶液25.00 mL用醋酸酸化,加入过量KI溶液。用0.2000 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,消耗Na2S2O3溶液10.00 mL时恰好到达终点。
②将上述滴定后的溶液用盐酸酸化至强酸性,再用上述Na2S2O3溶液滴定到终点,需Na2S2O3溶液30.00 mL。
①操作②中氯酸钠与碘化钾反应的离子方程式为________。
②反应后的溶液中次氯酸钠和氯酸钠的物质的量之比为________。
③计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度。
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钾是活泼的碱金属,钾和氧有氧化钾(K2O)、过氧化钾(K2O2)和超氧化钾(KO2)等多种化合物。
⑴钾和硝酸钾反应可制得氧化钾K+KNO3→K2O+N2(未配平),每生成9.4gK2O消耗的还原剂有___________g
⑵超氧化钾和过氧化钾都能与二氧化碳反应均生成氧气和K2CO3,在医院、矿井、潜水、高空飞行中用作供氧剂。请尝试写出超氧化钾与二氧化碳反应的化学方程式
__________________________________________________________________________,为了维持气压稳定可以使用超氧化钾和过氧化钾的混合物使吸收的CO2与生成的O2体积相同(同温同压),则它们的物质的量之比为____________
⑶KO2加热至600℃部分分解得到产物A。6.30g产物A充分吸收二氧化碳生成碳酸钾并产生氧气1.12L(标准状况),试确定产物A中钾氧两种原子个数之比。如果产物A只含有两种化合物,写出所有可能的化学式并计算A中两种化合物的物质的量之比。
__________________________________________________________________________
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(本题共14分)硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化氧化法可生产硝酸,其生产过程可表示为:
4NH3+5O24NO+6H2O ----①
4NO+3O2+2H2O→4HNO3 ----②
完成下列计算:
52、如果以一定量的氨气在一密闭容器中与足量氧气发生上述反应,冷却后所得溶液中溶质的质量分数
是 (保留2位小数,下同)。
53、现以1.70吨液氨为原料生产硝酸,然后加入4.50吨水,得到密度为1.31g/cm3的硝酸,该硝酸的物质的量浓度是 mol/L(假设生产过程中反应物和生成物均无损耗)。
54、把22.40 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中,反应只收集到 0.30 mol NO2 和0.20 mol NO。通过计算推断反应后溶液中溶质的成分及其物质的量(写出计算过程)。
55、硝酸工业尾气中的NO、NO2属于大气的主要污染物。已知1m3硝酸工业的尾气中含3160mg NOx,其中n(NO) : n(NO2) = 9:1。
(1)如果用NaOH溶液完全吸收NOx,至少需要补充标准状况下的富氧空气多少升?(富氧空气中O2的体积分数为0.25)(写出计算过程)
(2)如果用氨催化还原法,即用氨作催化剂,将NO、NO2转化为氮气直接排入空气中,需要氨气的质量为多少克?(写出计算过程)
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利用反应I2(s)+Cl2(g)=2ICl(l),实验室可用如下图所示装置(加热、夹持仪器已略去)制取少量IC1。
已知:ICl的熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,易水解,且能发生反应:
ICl(l)+Cl2(g)=2ICl3(l)
(1)装置A中发生反应的化学方程式是____________。
(2)装置B的作用是______。不能用装置F代替装置E,理由是____________。
(3)所制得的ICl中溶有少量ICl3杂质,提纯的方法是______ (填标号)。
A.过滤 B.蒸发结晶 C.蒸馏 D.分液
(4)用ICl的冰醋酸溶液测定某油脂的不饱和度。进行如下两个实验,实验过程中有关反应为:
i.
ii.ICl+KI=I2+KCl
iii.I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
实验1:将0.500g该油脂样品溶于10mL四氯化碳后,加人20mL某ICl的冰醋酸溶液(过量),充分反应后,加人足量KI溶液,生成的碘单质用a mol•L—1的Na2S2O3,标准溶液滴定。经平行实验,测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V1mL。
实验2(空白实验):不加油脂样品,其它操作步骤、所用试剂及用量与实验1完全相同,测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V2mL。
①滴定过程中可用______作指示剂。
②滴定过程中需要不断振荡,否则会导致V1______(填“偏大”或“偏小”)。
③0.500g该油脂样品所消耗的ICl的物质的量为______mol。由此数据经换算即可求得该油脂的不饱和度。
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将2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶解于水,制成稀溶液,然后向该溶液中逐滴加入1mol·L-1的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如下图所示:
(1)写出OA段所发生反应的离子方程式
________________________________________________
__________________________________________________。
(2)当加入35mL盐酸时,产生CO2的体积为___________mL(标准状况)。
(3)计算原混合物中NaOH的质量及碳酸钠的质量分数。
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大型钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl-,可用下述方法处理该废液,回收盐酸,制备氧化铁涂料。
(1)单质X的化学式是________。
(2)氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧时转化为氯化氢气体和氧化铁粉末。有关的化学方程式为:
________
________
(3)某种铁红涂料的成分中,除含有Fe2O3外,还添加有CuO或FeO中的一种。请设计实验探究该铁红涂料中添加的物质。
①提出合理假设
假设1:添加了CuO。 假设2:添加了FeO。
②基于假设________(填“1”或“2”),设计实验方案,进行实验。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。
限选实验试剂:铁粉、3mol•L-1H2SO4、0.01 mol•L-1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2、KSCN溶液
操作步骤 | 预期现象和结论 |
步骤1.取少量样品于试管中,_________________ ____________________________________________ | ___________________________ |
步骤2. ____________________________________________ | ___________________________ |
(4)用水吸收“高温喷雾焙烧”时产生的氯化氢气体可得到盐酸。请计算:用1000g水需吸收标准状况下多少升氯化氢气体可得到36.5%的浓盐酸?(写出计算过程,结果可用数学表达式表示,不必化简)。
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某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下的方案。
编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | 温度/℃ | ||
浓度/ mol•L-1 | 体积/mL | 浓度/ mol•L-1 | 体积/mL | ||
① | 0.10 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
② | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
③ | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 50 |
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4,每消耗1mol H2C2O4转移_____mol 电子。为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为:c(H2C2O4)∶c(KMnO4) ≥______________。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是___________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_____________。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=_______________ mol•L-1•min-1。
(4)已知50℃时c(MnO4-)~反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,画出25℃时c(MnO4-)~t的变化曲线示意图。
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乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:
2CO(g) + 4H2(g) CH3CH2OH(g) + H2O(g) △H = —256.1 kJ·mol-1
已知:CO(g) + H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H= —41.2 kJ·mol-1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g) +6H2(g) CH3CH2OH(g) +3H2O(g) △H = ________。
(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
①某研究小组在实验室以Ag– ZSM– 5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图。若不使用CO,温度超过800℃,发现NO的转化率降低,其可能的原因为________;在n(NO)/n(C O)=1的条件下,应控制的最佳温度在________左右。
②用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C (s) +2NO2(g) N2 (g) + CO2 (g)。某研究小组向某密闭容器中加人足量的活性炭和NO,恒温( T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol∙L-1 时间/min | NO | N2 | CO2 |
0 | 1.00 | 0 | 0 |
20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
I.根据表中数据,求反应开始至20min以v(NO)表示的反应速率为________(保留两位有效数字),T1℃时该反应的平衡常数为________(保留两位有效数字)。
II.30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是________。下图表示CO2的逆反应速率[v逆(CO2)]随反应时间的变化关系图。请在图中画出在30min改变上述条件时,在40min时刻再次达到平衡的变化曲线。
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(1)已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
弱酸化学式 | HSCN | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
电离平衡常数 | 1.3×10—1 | 1.8×10—5 | 4.9×10—10 | K1=4.3×10—7 K2=5.6×10—11 |
①等物质的量浓度的a.CH3COONa、b.NaCN、c.Na2CO3、d.NaHCO3溶液的pH由大到小的顺序为
________(填序号)。
②25℃时,将20 mL 0.1 mol·L—1 CH3COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L—1HSCN溶液分别与20 mL 0.1 mol·L—1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 ________ 。反应结束后所得两溶液中,c(CH3COO—)________c(SCN—)(填“>”、“<”或“=”)
③若保持温度不变,在醋酸溶液中加入少量盐酸,下列量会变小的是______(填序号)。
a. c(CH3COO-) b. c(H+) c. Kw d. 醋酸电离平衡常数
(2)下图为某温度下,PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,溶液的S2—浓度、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸,最先溶解的是________(填化学式)。向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2+、Fe2+的溶液,振荡后,ZnS沉淀会转化为________(填化学式)沉淀。
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L—1的氯化铜溶液的装置示意图:
请回答:
① 甲烷燃料电池的负极反应式是________。
② 当线路中有0.1 mol电子通过时,________极增重________g
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工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
(1)图1是表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)= ________
(2)图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化。该反应是_________(选填“吸热”或“放热”)反应,写出反应的热化学方程式________。
(3)该反应平衡常数K为______________,温度升高,平衡常数K_________(填“增大”、“不变”或“减小”)
(4)恒容条件下,下列措施中能使 增大的有________
a.升高温度 b.充入He气
c.再充入2 molH2 d.使用催化剂
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