(15分)某合作学习小组的同学拟用硼砂制取硼酸并测定硼酸样品的纯度。制备硼酸的实验流程如下:
(1)溶解硼砂时需要的玻璃仪器有:烧杯和___________。
(2)用pH试纸测定溶液pH的操作方法为__________________________________。
(3)用盐酸酸化硼砂溶液生成硼酸的离子方程式为_________________________。
(4)实验流程中缺少的步骤a、步骤b操作分别为_________、_________。
(5)硼酸酸性太弱不能用碱的标准溶液直接滴定,实验室常采用间接滴定法,其原理为:
滴定步骤为:
①滴定到终点时溶液颜色变化是______________________________________。
②若滴定到终点时消耗NaOH标准溶液22.00mL,则本次滴定测得的硼酸样品中硼酸的质量分数为__________________(假定杂质不反应)。
③若滴定时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定过程中消失,将导致测得的结果_____。(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(15分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)已知:① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
② C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73 kJ·mol-1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171 kJ·mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式 。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如下左图:
①在其他条件不变时,请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2)/n(CO2)]变化的曲线图。
②某温度下,将2.0 mol CO2(g)和6.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如下图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 。
A. P3>P2,T3>T2 B. P1>P3,T1>T3
C. P2>P4,T4>T2 D. P1>P4,T2>T3
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的CO和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
该反应的平衡常数的表达式为:
该反应的正反应方向是 反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的浓度均为0.020 mol·L-1,在该条件下CO的平衡转化率为 。
(18分)(Ⅰ)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X氢化物的水溶液显碱性;Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等;Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料;W是重要的“成盐元素”,主要以钠盐的形式存在于海水中,请回答:
(1)X在元素周期表中的位置是 ;Y氢化物的电子式 。
(2)X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时,溶液呈 。(填“酸性”、“碱性”或“中性”),用离子方程式表示其原因是 。
(3)Y-AgO电池是应用广泛的鱼雷电池,其原理如图所示,该电池的负极反应式 。
(4)由Z和W组成的化合物遇水立即水解产生两种酸,写出此反应的化学方程式 。
(Ⅱ)A、B、C分别是由H、C、O、N、Na、Cu六种元素中的两种或多种元素组成的化合物。现对A、B、C三种化合物分别做以下实验:
A是一种蓝色固体,B是无色晶体,其式量为68,C是白色固体,分别取A、B、C三种物质少量于三支试管中,加适量水溶解,发现A不溶于水,B、C都能溶于水,并且用pH试纸测定,B与C的水溶液都显碱性。
(1)取A物质少量于一支试管中,后加适量稀盐酸溶解,并用酒精灯微热,发现固体溶解时,伴有气泡产生。将56.8gA隔绝空气加热分解生成40g黑色固体X、无色酸性气体Y(标准状况下,密度为1.96g/L)和水,生成的Y折合成标准状况下的体积为6.72L,则A的化学式为 。
(2)取B的水溶液2ml与新制Cu(OH)2混合加热,发现能出现砖红色沉淀,则物质B为 。
(3)取16.8gC固体加强热,将生成的气体依次通过经称量过的装CaCl2固体的干燥管和装足量Ba(OH)2水溶液的洗气瓶,后经再次称量发现干燥管增重1.8g,洗气瓶增重4.4g。写出C物质加入水后的溶液显碱性的原因 。(用离子方程式和必要文字解释)
(10分)某科研小组利用石油分馏产品经下列路线,合成一种新型香料。
已知X分子中碳氢质量比为24:5,A、E都是X的裂解产物,且二者互为同系物,D与饱和NaHCO3溶液反应产生气体。
信息提示:卤代烃在强碱水溶液中发生水解(取代)反应生成醇。如:
(1)X分子为直链结构,X的名称为 ;C中官能团的名称为 。
(2)①—⑥的反应中,下列反应类型存在且数目由多到少的是 。(用字母和“﹥”写出)
A.加成反应 B.加聚反应 C.取代反应 D.氧化反应
(3)B与D在浓硫酸作用下,生成甲,则与甲同类别的同分异构体的有 种(不包括甲)。
(4)写出⑥的化学反应方程式 。
(5)E可能发生下列选项中的某种反应,写出能反应的化学方程式 。
A.皂化反应 B.与乙酸的酯化反应
C.加聚反应 D.与银氨溶液的银镜反应
固体粉末X中可能含有Cu、FeO、Fe2O3、NaHCO3、Na2CO3、Na2S2O3、NaAlO2中的若干种。某化学兴趣小组为确定该固体粉末的成分,现取X进行连续实验,实验过程及现象如下:
已知:HCO3-+AlO2-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-
下列说法正确的是
A.气体乙和气体丙都为纯净物
B.固体粉末X中一定含有FeO、Na2S2O3、NaAlO2 ,可能含有NaHCO3、Na2CO3
C.溶液丁中的阳离子一定只含H+、Fe2+
D.溶液甲中一定含有AlO2- ,可能含有CO32-
已知:常温下浓度为0.1 mol·L-1的下列溶液的pH如表:
溶质 | NaF | NaClO | Na2CO3 |
pH | 7.5 | 9.7 | 11.6 |
下列有关说法正确的是
A.在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:H2CO3<HClO<HF
B.若将CO2 通入0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中至溶液中性,则溶液中2c(CO32ˉ)+ c(HCO3ˉ)= 0.1 mol·L-1
C.根据上表, 水解方程式ClOˉ+ H2OHClO + OHˉ的平衡常数K≈10ˉ7.6
D.向上述NaClO 溶液中通HF气体至恰好完全反应时:
c(Na+)>c(Fˉ)>c(H+)>c(HClO)>c(OHˉ)