(12分)空气质量高低直接影响着人类的生产和生活,计入《空气质量日报》空气污染指数的项目有SO2、CO、氮氧化物和可吸入颗粒物等。请回答下列问题:
⑴氮氧化物进入大气后,不仅会与水反应形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾。
①N、O的电负性大小关系为N O(选填“>”、“=”或“<”)。
②H2O分子中O原子的杂化类型 。
⑵ 血红蛋白中含有Fe2+,CO易与血红蛋白结合成稳定的配合物而使人中毒。
①写出26Fe原子的基态电子排布式 。
②CO有多种等电子体,写出其中常见的一种为 。
⑶为减轻SO2污染,火力发电厂常在燃煤中加入CaO“固硫”。
①CaO晶胞如图所示,其中O2- 周围等距离且最近的Ca2+有 个。
②CaO晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同,CaO晶体的熔点 NaCl晶体的熔点(填“高于”、“等于”或“低于”)。
(14分)氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)是重要的化工原料,可用作催化剂、消毒剂等。用孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物]制备氯化铜晶体,方案如下:
已知:有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH:
⑴酸溶时,为了提高浸取率可采取的措施有 。(写出一点)
⑵若溶液A含有的金属离子有Cu2+、Fe2+,则试剂①为Cl2,通入Cl2发生反应的离子方程式: 。
⑶加入试剂②的目的是调节pH至a,a的范围是 ;
为避免引入杂质离子,试剂②可选用 。
A.氨水 B.氧化铜 C.氢氧化铜 D.氢氧化钠
⑷由溶液C获得CuCl2·xH2O,实验操作依次是加热浓缩、冷却结晶、过滤和洗涤等操作。加热浓缩过程需加入少量盐酸的目的是: 。
⑸工业生产过程会产生含Cu2+的废水,向废水加入碱调节pH=8,沉降后废水中Cu2+浓度为 mol/L。(已知Ksp[Cu(OH)2]=5.6×10-20)
⑹氯化亚铜(CuCl)也是一种重要的化工原料。
制备过程:向CuCl2溶液中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式: 。
(14分)常温下,用 0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定 20.00mL0.1000 mol·L-1CH3COOH溶液,pH的变化如图1所示。
⑴根据图1,用化学符号表示滴定过程中溶液中微粒之间的关系
①点a处: c(CH3COO-)+c(CH3COOH) = 。
②点b处:溶液中离子浓度大小关系: 。
③点c处:c(CH3COOH)+c(H+) = 。
⑵甲同学也用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定 20.00mL0.1000 mol·L-1CH3COOH溶液进行滴定实验,该同学所绘制的滴定曲线如图2所示。图2中有一处明显错误,请指出错误的原因:
。
⑶乙同学设计了用0.1000 mol·L-1标准盐酸滴定20.00mL未知浓度氨水的中和滴定实验。
①0.1000 mol·L-1标准盐酸应盛放在 (填仪器名称)中。
②为减少实验误差,指示剂应选用: 。
③滴定过程中眼睛始终注视 。
④若实验中锥形瓶用待盛放的未知浓度氨水润洗,则测定结果将 。(选填“偏高”、“偏低”或“不影响”)
⑷实验室配制pH相等的CH3COONa溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液,三种溶液中溶质的物质的量浓度分别为c1、c2、c3,比较c1、c2、c3的大小关系:
< < 。
(14分)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
⑴ 在一定体积的密闭容器中,进行化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
①该反应正向反应是 反应。(填“放热”或“吸热”)
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
A.容器压强不变 B.混合气体中c(CO2)不变
C.υ正(H2)=υ逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
③当其他条件不变时,若缩小容器的体积,该反应平衡 移动。(选填“正向”、“逆向”或“不”)
⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行:
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H=-49.0 kJ·mol-1
①该反应的平衡常数表达式K= 。
②某实验将1molCO2和3molH2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应(只有一种条件不同)。测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示:
曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(选填“>”、“=”或“<”)。
③一定温度下,在容积2L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容 器 |
甲 |
乙 |
反应物投入量 |
1molCO2、3molH2 |
a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
经测定甲容器经过5min达到平衡,平衡时CO2的转化率为50%,甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H2)= mol·L-1·min-1。
要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为 。
(14分)电化学原理在现代生产生活中有着重要应用。
⑴燃料电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保电池。某新型氢氧燃料电池以H2为燃料,O2为氧化剂,H2SO4溶液为电解液),写出该电池的总反应方程式: 。
⑵铝电池性能优越,Al—AgO电池可用作水下动力电源,该电池反应的原理为:
Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O。
①该电池反应的负极电极反应式 。
②图中隔膜为阴离子交换膜,溶液中OH-通过向 极移动(选填“正”或“负”)。
用Al—AgO电池作为电源,使用Pt电极电解500mL饱和NaCl溶液,电解一段时间后,恢复至室温,所得溶液pH=13(假设NaCl溶液足量且电解前后体积不变)。
③使用Pt电极电解NaCl溶液的离子方程式 ;
电解过程中放出氢气的体积(标准状况下)为 L。
④若电池的效率为50%,该过程中消耗金属铝的质量为 g。
⑶用电解法制取镁时,若原料氯化镁含有水时,在电解温度下,原料会形成Mg(OH)Cl,并发生电离:Mg(OH)C1 = Mg(OH)+ + C1一。
电解时在阴极表面会产生氧化镁钝化膜,此时阴极的反应式为 。
(12分)在化学科学研究中,物质发生化学反应的反应热可通过实验测定,也可通过化学计算的方式间接地获得。
⑴实验方法测反应反应热
①中和热测定
实验中所需要使用的玻璃仪器除烧杯、量筒外还需要 、 。
为了减少实验误差:实验过程中将NaOH溶液 (选填“一次”或“分多次”)倒入盛有盐酸的小烧杯中;溶液混合后,准确读取混合溶液的 ,记为终止温度。
②实验测定在一定温度下,0.2 molCH4(g)与足量H2O(g)完全反应生成CO2(g)和H2(g)吸收33 kJ的热量。该反应的热化学方程式 。
⑵通过化学计算间接获得
①已知拆开1mol的H—H键、I—I、H—I键分别需要吸收的能量为436kJ、153kJ、299kJ。
则反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)的反应热△H= kJ·mol-1
②工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol-1。
已知:2H2(g)+ O2(g) = 2H2O (l) △H=-571.6 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g) = H2O(g) △H=-241.8 kJ·mol-1
根据上述反应确定:H2燃烧热为 kJ·mol-1;
CH3OH(g)+O2(g) = CO(g)+2H2O(g) △H= kJ·mol-1