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高中化学

某NiO的废料中有FeO、CuO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质,用此废料提取NiSO4和Ni的流程如下:

已知:有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:

(1)滤渣1的主要成分为              
(2)从滤液2中获得NiSO4.6H2O的实验操作                     、过滤、洗涤、干燥。
(3)用离子方程式解释加入H2O2的作用                    。
(4)加NiO调节溶液的pH至5,则生成沉淀的离子方程式有                     
(5)电解浓缩后的滤液2可获得金属镍,其基本反应原理如图:

①A电极反应式为                      和2H++2e- =H2↑。
②若一段时间后,在A、B两极均收集到11.2L气体(标准状况下),能得到Ni          g。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(共16分)Ⅰ.CO和H2作为重要的燃料和化工原料,有着十分广泛的应用。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)         △H1= -393.5 kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g)    △H2= +131.3 kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H=            kJ·mol-1
(2)利用反应CO(g) +H2(g)+O2(g) = CO2(g) +H2O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气(CO和H2物质的量之比为1:1)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源,以石墨作电极电解饱和NaCl溶液,反应装置以及现象如图所示。则有:

①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________ 
②已知饱和食盐水的体积为1 L,一段时间后,测得左侧试管中气体体积为11.2 mL(标准状况),若电解前后溶液的体积变化忽略不计,而且电解后将溶液混合均匀,则此时溶液的pH为                
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为:
2NO(g)+2CO(g)  N2(g)+2CO2(g)。请回答下列问题:
(3)一定温度下,在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时,反应进行到t时刻时达到平衡状态,此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N2)=bmol,且N2占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K=               (用只含a、V的式子表示)
②判断该反应达到平衡的标志是____(填序号)
A.v(CO2)生成=v(CO)消耗            
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变    
D.NO、CO、N2、CO2的物质的量浓度均不再变化
(4)在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示,则:

①有害气体NO的转化率是          ,0~15minCO2的平均反应速率v(CO2)=____(保留小数点后三位)。
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件是     。(填序号)。
A.增加CO的量      B.加入催化剂
C.减小CO2的量     D.扩大容器体积

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向。右图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。

①写出1 moL HCHO生成CO的热化学方程式:     
②CH3OH与O2在有催化剂作用下反应,产物中HCHO比率大大提高的原因是     
(2)①一定温度下,将N2H4与NO2以体积比为1:1置于10 L定容容器中发生反应
2N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(l)  ΔH<0
下列能说明反应达到平衡状态的是   
a.混合气体密度保持不变           b.3v(NO2)=2v(N2)
c.N2H4与NO2体积比保持不变        d.体系压强保持不变
②在某温度下,5L密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量变化如下表:

物质的量/mol
时间
n (N2H4)
n (NO2)
n (N2)
起始
2.0
3.0
0
第2min
1.5
a
0.75
第4min
1.2
b
1.2
第6min
1.0
c
1.5
第7min
1.0
c
1.5

请画出该反应中n(NO2)随时间变化曲线,并画出在第7min分别升温、加压、加催化剂的情况下n(NO2)随时间变化示意图。计算该温度下反应的平衡常数K(保留2位有效数字,写出计算过程)。
   
(3)纳米级Cu2O具有优良的催化性能,制取Cu2O的方法有:
①加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,同时放出N2。该制法的化学方程式为          
②用阴离子交换膜控制电解液中OH的浓度制备纳米Cu2O,反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑,如图所示。该电解池的阳极反应式为    

  • 题型:未知
  • 难度:未知

水是重要的自然资源,与人类的发展密切相关。
(1)25℃时,水能按下列方式电离:
H2O+H2OH3O+OH  K1=1.0×10-14
OH+H2OH3O+O2  K2=1.0×10-36
水中c(O2) =              mol·L-1(填数值)。
(2)水广泛应用于化学反应。将干燥的碘粉与铝粉混合未见反应,滴加一滴水后升起紫色的碘蒸气,最后得到白色固体。有关该实验的解释合理的是        

A.加水使碘和铝粉形成溶液 B.水作氧化剂
C.碘粉与铝粉反应是放热反应 D.水作催化剂

(3)铁酸铜(CuFe2O4)是很有前景的热化学循环分解水制氢的材料。
ⅰ.某课外小组制备铁酸铜(CuFe2O4)的流程如下:

搅拌Ⅰ所得溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2的物质的量浓度分别为2.6 mol·L-1、 1.3 mol·L-1
①搅拌Ⅰ所得溶液中Fe元素的存在形式有Fe3            (填化学式)。
②搅拌Ⅱ要跟踪操作过程的pH变化。在滴加KOH溶液至pH=4的过程中(假设溶液体积不变),小组同学绘制溶液中c(Fe3)、c(Cu2)随pH变化的曲线如下图,其中正确的是     (用“A”、“B”填空)。
(已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39、Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20

③操作Ⅲ为                   
ⅱ.在热化学循环分解水制氢的过程中,铁酸铜(CuFe2O4)先要煅烧成氧缺位体(CuFe2O4-a),氧缺位值(a)越大,活性越高,制氢越容易。
④氧缺位体与水反应制氢的化学方程式为                      
⑤课外小组将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧,得氧缺位体的质量为原质量的96.6%,则氧缺位值(a)=     

  • 题型:未知
  • 难度:未知

炼油厂常将裂解产生的其它烯烃加氢,对产物再次裂解以提高乙烯产量。相关加成反应如下:
(g)+H2(g) CH3CH2CH2CH3(g)  △H1 
(g)+H2(g) CH3CH2CH2CH3(g)  △H2
(1)已知反应①、反应②平衡常数K1、K2如下,下列叙述正确的是____;

温度(℃)
300
320
340
K1
4.8×10-4
2.5×10-4
1.3×10-4
K2
8.4×105
3.5×103
1.6×103

A.△H1>0;△H2<0
B.反应①、反应②都是丙烯加氢,所以△H1=△H2
C.相同条件下反应②的转化率大于反应①的转化率
D.从平衡常数推测,相同条件下反应②的反应速率很大,反应①的反应速率很小
(2)2-丁烯的顺、反异构转换过程的△H=_______(用△H1、△H2表示)
(g)  (g)  △H
(3)在一定温度下,将等物质的量的反式2-丁烯和H2充入2L密闭容器中,发生反应②,容器内各物质浓度如图所示:

①前10分钟,平均反应速率v(H2)为______mol·L-1·min-1
②该温度下,此反应平衡常数K=_______(平衡常数不用写单位)
(4)已知表示H2和CH3CH2CH3标准燃烧热的热化学方程式为:
①H2(g)+O2(g)H2O(l)  △H=-285.8kJ•mol-1
②CH3CH2CH3(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)  △H=-2215kJ•mol-1
丁烯加成反应的热化学方程式为:
③CH3CH=CH2(g)+H2(g) CH3CH2CH3(g)   △H=-125.4kJ•mol-1
则表示CH3CH=CH2标准燃烧热的热化学方程式为__________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大,元素Z在地壳中含量最高,J元素的焰色反应呈黄色,Q的最外层电子数与其电子总数比为3:8,X能与J形成离子化合物,且J+的半径大于X的半径,Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答:
(1)Q元素在周期表中的位置_______________________。
(2)这五种元素原子半径从大到小的顺序为              (填元素符号)。
(3)元素的非金属性Z______Q(填“>”或“<”),下列各项中,不能说明这一结论的事实有______(填序号)。
A.Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B.Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C.Z和Q的单质的状态
D.Z和Q在周期表中的位置
(4)Q的氢化物与Z的氢化物反应的化学方程式为__________________________________。
(5)X与Y可形成分子A,也可形成阳离子B,A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反,写出A的电子式_______________;B的水溶液不呈中性的原因____________________________(用离子方程式表示)。
(6)液态A类似X2Z,也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子,则液态A的电离方程式为      
(7)若使A按下列途径完全转化为F:

①F的化学式为_________;
②参加反应的A与整个过程中消耗D的物质的量之比为_________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

目前“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请回答下列问题:
I.甲烷自热重整是一种先进的制氢方法,其反应方程式为:
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
(1)阅读下图,计算该反应的反应热ΔH = __________kJ/mol。

II.用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成燃料电池。
(2)以CnH2nOn、O2为原料,H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池,则负极的电极反应式为______________________________________________________________________。
(3)以CH4、O2为原料,100 mL 0.15 mol/L NaOH溶液为电解质设计成燃料电池,若放电时参与反应的氧气体积为448 mL(标准状况),产生的气体全部被溶液吸收,则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为____________________,各离子浓度由大到小的顺序为______________________________。
III.利用I2O5消除CO污染的反应为:5CO(g) + I2O5(s) 5CO2(g) + I2(s),不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 mol CO,测得CO2的体积分数随时间t变化曲线如图。请回答:

(4)T2时,0 ~ 0.5 min内的反应速率v(CO) = ____________________。
(5)T1时化学平衡常数K = ____________________。
(6)下列说法不正确的是___________(填字母序号)。

A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态
B.两种温度下,c点时体系中混合气体的压强相等
C.d点时,增大体系压强,CO的转化率不变
D.b点和d点时化学平衡常数的大小关系:Kb < Kd
  • 题型:未知
  • 难度:未知

硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属”。这种“金属”可能是           
(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中生产普通玻璃的主要原料有                 
(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:

 
发生的主要反应
电弧炉
SiO2+2CSi+2CO↑
流化床反应器
Si+3HClSiHCl3+H2
还原炉
SiHCl3+H2Si+3HCl

①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为                          ;碳化硅又称       ,其晶体结构与       相似。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和       

物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2355
57.6
31.8
8.2
-30.4
-84.9
-111.9

③SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为                         
(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是              

  • 题型:未知
  • 难度:未知

【化学一选修2:化学与技术】(15分)三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的蓄电池材料。工业上利用镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍晶体(NiC2O4-2H2O),再高温煅烧草酸镍晶体制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。下列工艺流程示意图如下;

回答下列问题
(1)为提高酸溶操作中镍废料的转化率,可采取的措施有答出三条        
(2)加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为        
(3)加入NH4F后除掉的杂质是____

(5)工业上还可用电解法制取Ni2O3。用NaOH溶液调节NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2S04后采用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO,再把二价镍氧化为三价镍。当amol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为____。电解法制取Ni203的实际过程中,先获得一种结晶水合物,己知含1 mol Ni的诙结晶水合物中含有0.5 mol结晶水。取该化合物20.2 g进行充分加热,获得Ni203固体和0.2 mol水,则该结晶水合物的化学式为       .

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(一) 尿素又称碳酰胺,是含氮量最高的氮肥,工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素。其反应分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l)   △H1= -330.0 kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)  △H2=" +" 226.3 kJ·mol-1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 m3 密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示:

①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第     步反应决定。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如上图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=   mol/(L·min)。
③当反应在一定条件下达到平衡,若在恒温、恒容下再充入一定量气体He,则CO(NH22(l)的质量_________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
(二)氨是制备尿素的原料,NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
氨气溶于水得到氨水,在25℃下,将amol/L的氨水与bmol/L的硫酸以3∶2体积比混合反应后溶液呈中性。用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为_________。
(三)氢气是合成氨的原料。“氢能”将是未来最理想的新能源。
(1)在25℃,101KPa条件下,1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为                                          
(2)氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中C(s)+ H2O(g)CO(g)+H2(g),在850℃时平衡常数K=1。若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6.0mol H2O。
①当加热到850℃反应达到平衡的标志有______________ 。

A.容器内的压强不变
B.消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等
C.混合气的密度不变
D.单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂

②x应满足的条件是                 
(四)CO2是合成尿素的原料,但水泥厂生产时却排放出大量的CO2。华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:

(1)上述生产过程的能量转化方式是                                      
(2)上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为        ,阴极的电极反应式为             

  • 题型:未知
  • 难度:未知

、碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。

(1)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应:Ni (s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),ΔH<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是      (填字母编号)。

A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低
B.缩小容器容积,平衡右移,ΔH减小
C.反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时, CO的体积分数降低
D.当4v[Ni(CO)4]= v(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态

(2)CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。
已知:CO (g)+1/2O2(g)=CO2(g)      ΔH=-Q1 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g)        ΔH=-Q2 kJ·mol-1
则SO2(g)+2CO (g)=S(s)+2CO2(g)     ΔH=                     
(3)对于反应:2NO(g)+O22NO2(g),向某容器中充入10mol的NO和10mol的O2,在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下随温度变化的曲线(如图)。
①比较P1、P2的大小关系:________________。
②700℃时,在压强为P2时,假设容器为1L,则在该条件平衡常数的数值为______(最简分数形式)
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理如图所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应式为            。若该燃料电池使用一段时间后,共收集到20mol Y,则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为         L。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(物质结构与性质)
Ⅰ.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试回答下列问题:
(1)请写出元素D的基态原子电子排布式___________________。
(2)元素A、B形成的单质中,______对应的单质熔点更高,原因是_________________。
(3)写出C的最高价氧化物的水化物与B的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式_______________。
(4)元素D可以形成化学式为D(NH35BrSO4,配位数均为6的两种配合物。若往其中一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时,无明显现象,若加入AgNO3溶液时,产生淡黄色沉淀,则该配合物的化学式为____________。
Ⅱ.钇钡铜氧的晶胞结构如图。研究发现,此高温超导体中的铜元素有两种价态:+2价和+3价。
(5)根据图示晶胞结构,推算晶体中Y,Ba,Cu和O原子个数比,确定其化学式为________。
Ⅲ.BF3与一定量的水形成晶体Q [(H2O)2·BF3],Q在一定条件下可转化为R:
(6)晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________(填字母)。
a.离子键  
b.共价键   
c.配位键
d.金属键  
e.氢键    
f.范德华力
(7)R中阳离子的空间构型为________,阴离子的中心原子轨道采用_____杂化。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

硫化氢(H2S)是一种有毒的可燃性气体,用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池,其总反应式为2H2S+3O2+4KOH==2K2SO3+4H2O。
(1)该电池工作时正极应通入           
(2)该电池的负极电极反应式为:                   。
(3)该电池工作时负极区溶液的pH        (填“升高”“不变”“降低”)
(4)有人提出K2SO3可被氧化为K2SO4,因此上述电极反应式中的K2SO3应为K2SO4,某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验,以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用,请帮助该小组完成实验方案设计。
0.01mol·L-1KMnO4酸性溶液,1mol·L-1HNO3,1mol·L-1H2SO4,1mol·L-1HCl,0.1mol·L-1Ba(OH)2,0.1 mol·L-1 BaCl2

实验步骤
实验现象及相关结论
①取少量电解质溶液于试管中,用pH试纸测其pH。
试纸呈深蓝色,经比对溶液的pH约为14,说明溶液中有残余的KOH。
②继续加入(  )溶液,再加入(  )溶液,振荡。
若有白色沉淀产生,则溶液中含有K2SO4
若无白色沉淀产生,则溶液中没有K2SO4
③另取少量电解质溶液于试管中,先加1 mol·L-1的H2SO4酸化,再滴入2~3滴0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液,振荡
(               )

(5)若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH 56g,取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤洗涤沉淀,将沉沉在空气中充分加热至恒重,测得固体质量为11.65g,计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度(   )。
(结果保留四位有效数字,假设溶液体积保持不变,已知:M(KOH)=56,M(BaSO4)=233,M(BaSO3)=217)

  • 题型:未知
  • 难度:未知

化学反应原理在合成氨工业及氨的性质研究中具有广泛的应用。
(1)工业生产硝酸的第一步反应是氨的催化氧化反应,已知下列3 个热化学方程式(K 为平衡常数):

(2)工业合成氨所用的氢气主要来自天然气与水的反应,但这种原料气中往往混有一氧化碳杂质,工业生产中通过如下反应来除去原料气中的CO:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g)ΔH<0。
①一定条件下,反应达到平衡后,欲提高CO 的转化率,可采取的措施有                        
②在容积为2 L 的密闭容器中发生上述反应,其中c(CO)随反应时间(t)的变化如图甲中曲线Ⅰ,如果在t0时刻将容器容积扩大至4 L,请在图甲中画出t0时刻后c(CO)随反应时间(t)的变化曲线。
 
(3)氨气的重要用途是合成尿素,一定条件下,NH3和CO2 合成尿素的反应为。当加料比例n(NH3)/n(CO2)="4" 时,CO2的转化率随反应时间(t)的变化如图乙所示,a 点v 逆(CO2               b 点v 正(CO2)(填“>”、“<”或“=”),NH3的平衡转化率为                       
(4)硫酸工业生产过程中产生的尾气可用氨水吸收,生成的(NH4)2SO3再与硫酸反应,将生成的SO2返回车间作生产硫酸的原料,而生成的(NH42SO4可作肥料。常温下,0.1mol·L-1(NH42SO4溶液中各离子浓度由大到小的顺序是                     
若某工厂中使用的是室温下0.1 mol·L-1的氨水,那么该氨水的pH=                   
(已知

  • 题型:未知
  • 难度:未知

工业电解饱和食盐水模拟装置的结构如图所示:

(1)写出电解饱和食盐水的化学方程式                ,该工业称为                  工业
(2)实际生产中使用的盐往往含有一些杂质,在电解食盐水之前,需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作,正确的操作顺序是                 
①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量的盐酸 ④加过量的Na2CO3溶液 ⑤加过量的BaCl2溶液

A.①④②⑤③ B.④①②⑤③ C.②⑤④①③ D.⑤②④③①

(3)在该装置中写出装NaOH溶液试管中所发生的化学反应方程式(并用双线桥表示电子的转移的方向和数目)                  

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学简答题