.(16分)化学实验是科学探究的基础。请回答有关实验问题:
(1)下面的四个实验装置有三个都存在明显缺陷,其中完全正确的是 :
(2)要检验上面B装置氨气已集满的操作是 则试管已集满。
(3)ClO2是一种安全、高效、广谱、强力杀菌剂,其性质如右表:
①由下表可以看出:保存液态ClO2的条件是密封、 ;ClO2与碱反应的离子方程式 ;观察下“图A”,要从NaClO2溶液制得不含结晶水的晶体,操作是蒸发结晶,控制条件是 ;应控制析出晶体的温度范围是 。
色态 | 溶于碱 | 超过1Kpa、受热或遇光 | |
常温气体 | -59-11℃ 红黄色液体 | 生成亚氯酸盐和氯酸盐 | 爆炸 |
②工业用潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。某学生拟用下图B所示装置模拟工业制法制取并收集液态ClO2,请模仿下图B的装置图和图例,在答题卡的相应图中补充完善装置图,并作必要的标注。
.(16分)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。三种金属离子生成沉淀的pH如表。
| 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe(OH)2 | 7.0 | 9.0 |
Fe(OH)3 | 1.9 | 3.2 |
Cr(OH)3 | 6.0 | 8.0 |
(1)某含铬废水处理的主要流程如下图所示:
①初沉池中加入明矾作沉降剂,其作用的原理是(用离子方程式表示) 。
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式:
Cr2O72-+ HSO3-+ == Cr3++ SO42-+ H2O。
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生主要反应的离子方程式是:H++OH-=H2O和 。证明Cr3+沉淀完全的方法是 。
(2)工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。实验室利用如图模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式是2H++2e-=H2↑。
①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是 ,
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡角度解释其原因
。
③若溶液中含有0.01mol Cr2O72-,则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_______mol。
.(17分)减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 (填序号):
a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的量之比为:n(M)总:n(N)总= 。
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为 。
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO还原为N2,一段时间后,溶液的碱性
明显增强。则该反应离子方程式为 。
②电化学降解NO的原理如图所示,电源正极为 (填“a”或“b”);
若总反应为4NO3-+4H+通电5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为 。
.(15分)药物Z可用于治疗哮喘、系统性红斑狼疮等,可由X(1,4-环己二酮单乙二醇缩酮)和Y(咖啡酸)为原料合成,如下图:
(1)化合物X的有 种化学环境不同的氢原子。
(2)下列说法正确的是 。
A.X是芳香化合物 B.Ni催化下Y能与5molH2加成
C.Z能发生加成、取代及消去反应 D.1mol Z最多可与5mol NaOH反应
(3)Y与过量的溴水反应的化学方程式为 。
(4)X可以由 (写名称)和M( )分子间脱水而得;一定条件下,M发生1个—OH的消去反应得到稳定化合物N(分子式为C6H8O2),则N的结构简式为 (已知烯醇式不稳定,会发生分子重排,例如: )。
(5)Y也可以与环氧丙烷( )发生类似反应①的反应,其生成物的结构简式为 (写一种);Y的同分异构体很多种,其中有苯环、苯环上有三个取代基(且酚羟基的位置和数目都不变)、属于酯的同分异构体有 种。
Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X的焰色反应呈黄色。Q元素的原子最外层电子数是其内层电子数的2倍。W、Z最外层电子数相同,Z的核电荷数是W的2倍。元素Y的合金是日常生活中使用广泛的金属材料之一,下列说法正确的是( )
A.氢化物稳定性:Z>W
B.原子半径的大小顺序:rX>rY>rQ>rW
C.元素Q和Z能形成QZ2型的共价化合物
D.X、Y的最高价氧化物的水化物之间不能发生反应
下列离子方程式正确的是( )
A.过氧化钠和水反应:2Na2O2+2H2O=4Na++4 OH—+O2↑
B.用铜为电极电解饱和食盐水:2Cl—+2H2O通电Cl2↑+H2↑+2OH—
C.在明矾溶液中滴加过量氨水:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
D.向小苏打溶液中加少量Ba(OH)2溶液:HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O