下述实验设计能够达到目的的是 ( )
编号 实验目的 实验设计
A 除去CO2中少量的SO2 将混合气体通过饱和Na2CO3溶液
B 除去KCl溶液中中混有的少量MgCl2 加入适量的NaOH溶液,过滤
C 检验溶液中是否含有Fe2+ 向溶液中滴入氯水后,再滴加KSCN溶液
D 证明H2CO3酸性比H2SiO3强 将CO2通入Na2SiO3溶液中
(14 分)铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性能的不锈钢,CrO3大量地用于电镀工业中。
(1)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。则该反应的化学方程式为:
。
(2)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如下图所示。
①A 点时剩余固体的成分是 (填化学式)。B 点时剩余固体的成分是 (填化学式)
②从开始加热到 750K时总反应方程式为 。
(3)CrO3和 K2Cr2O7均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因。净化处理方法之一是将含+6价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的NaCl进行电【解析】
阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成
Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去[已知 KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspCr(OH)3=6.0×10-31]。
①电解过程中 NaCl 的作用是__________________________。
②已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13 mol·L-1,则溶液中c(Cr3+)为 mol·L-1。
(14 分)过氧化氢和臭氧都是常见的绿色氧化剂,在工业生产中有着重要的用途。
(1)据报道以硼氢化合物NaBH4(B的化合价为+3价)和H2O2作原料的燃料电池,可用作通信卫星电源。负极材料采用Pt/C,正极材料采用MnO2,其工作原理如右图所示。该电池放电时正极的电极反应式为: ;
以MnO2做正极材料,可能是因为 。
(2)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态过氧化氢
为助燃剂。已知:
N2H4(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g) △H =" –" 534 kJ·mol-1
H2O2(l) = H2O(l) + 1/2O2(g) △H =" –" 98.64 kJ·mol-1
H2O(l) = H2O(g) △H=" +" 44kJ·mol-1
则反应N2H4(g) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(g) 的△H= 。
(3)O3 可由臭氧发生器(原理如右图所示)电解稀硫酸制得。
② 图中阴极为 (填“A”或“B”)。
②若C处通入O 2,则A极的电极反应式为: 。
③若C处不通入O 2 ,D、E处分别收集到15.68L和有6.72L气体(标准状况下),则E处收集的气体中O2和O3的体积之比为 (忽略 O 3 的分解)。
(4)新型O3氧化技术对燃煤烟气中的NOx和SO2脱除效果显著,锅炉烟气中的NOx以上是以NO形式存在的,可发生反应NO(g)+ O3 (g) NO2(g)+ O2 (g)。在一定条件下,将NO和O3通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应 ,正反应速率随时间变化的示意图(如下图)所示。由图可得出的正确说法是
a.反应在c点达到平衡状态
b.反应物浓度:b点小于c点
c.该反应为放热反应
d.Δt1=Δt2时,NO的转化量:a~b段小于b~c段
(15 分) 亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的消毒剂,主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是制取亚氯酸钠的工艺流程:
已知:①NaClO2的溶解度随着温度升高而增大,适当条件下可结晶析出。
②ClO2气体只能保持在稀释状态下以防止爆炸性分解,且需现合成现用。
③ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。
(1)在无隔膜电解槽中持续电解一段时间后,生成氢气和NaClO3,请写出阳极的电极反应方程式: 。
(2)反应生成ClO2气体需要X酸酸化的原因为: 。X酸为 。
(3)吸收塔内的温度不能过高的原因为:
(4)吸收塔内ClO2随着还原剂的不同和溶液酸碱性的变化可被还原为ClO2—或Cl—。ClO2被S2—还原为ClO2—、Cl—的转化率与溶液pH的关系如右图所示。
请写出pH≤2时ClO2与S2—反应的离子方程式: 。
(5)第二步向NaClO3溶液中通SO2的同时通入空气的原因为: 。
(6)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的操作步骤为
、 、 。
(15 分) S2Cl2是工业上常用的硫化剂,实验室制备S2Cl2的反应原理有两种:
① CS2+3Cl2℃CCl4+S2Cl2;② 2S+Cl2℃S2Cl2。
已知:S2Cl2易与水反应,S2Cl2+Cl22SCl2。
下列是几种物质的熔沸点和反应装置图
物质 |
沸点/℃ |
熔点/℃ |
S |
445 |
113 |
CS2 |
47 |
-109 |
CCl4 |
77 |
-23 |
S2Cl2 |
137 |
-77 |
(1)利用上图装置(部分夹持仪器已略去)来制备S2Cl2,反应原理是 (填写以上两种反应原理的数字序号)
(2)若装置C更换成干燥管,则装置C中可选用的固体试剂是 。
(3)D装置中冷凝管的作用是 ;反应结束后,将D装置锥形瓶内的混合物中分离出产物的方法是 。
(4)S2Cl2与足量水反应有黄色沉淀生成,产生的无色气体能使品红溶液褪色,则该反应的化学方程式为 。
(5)为了提高制得的产品S2Cl2的纯度,关键的操作是控制好温度和 。
(6)上图尾部装置不够完善,存在的问题是 。
(10 分)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g) + 2N2(g) + 6H2(g)Si3N4(s) + 12HCl(g) △H<0
(1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2L,3min后达到平衡,测得固体的质量增加了1.40g,则SiCl4的平均反应速率为 ;该反应的平衡常数表达式为 。
(2)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是
a.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小
b.其他条件不变,压强增大,平衡向正反应方向移动
c.其他条件不变,增大SiCl4物质的量,平衡向正反应方向移动
d.其他条件不变,增大Si3N4物质的量,平衡向逆反应方向移动
(3)一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是
a.v逆(N2)=3v正(H2) b.v正(HCl)=4v逆(SiCl4)
c.混合气体密度保持不变 d.c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6
(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n,保持其他条件不变,降低温度后达到新德平衡时,H2和HCl的物质的量之比 m/n(填“>”“=”或“<”)