化学与生产、生活密切相关。下列与化学有关的事实及其相关化学方程式的书写都正确的是
(16分)Ⅰ:下图A为“人教版”教材制备乙酸乙酯的实验装置,某同学认为下图B装置进行酯化反应效果比A要好,他的理由是 。
Ⅱ:为了研究同周期元素性质递变规律,某同学设计了如下实验方案:
(1)表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不是对应关系的是:
实验步骤 | 实验现象 |
① 将镁条用砂纸打磨后,放入试管中,加入少量水后,加热至水沸腾;再向溶液中滴加酚酞溶液 | 镁浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,随之消失,溶液变成红色。 |
②在盛有冷水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液,再将一小块金属钠放入其中 | 有气体产生,溶液变成浅红色 |
③将镁条投入稀盐酸中 | 剧烈反应,迅速产生大量无色气体 |
④将铝条投入稀盐酸中 | 反应不十分剧烈;产生无色气体 |
⑤向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 | 生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 |
(2)由上述实验可得出的结论是:___________
Ⅲ:某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。
(1)甲同学的实验应该在___________中进行,才符合化学实验安全性的要求。
(2)乙同学认为红棕色气体不一定是碳与浓硝酸发生反应而得,可能是浓硝酸受热分解产生的红棕色气体,请写出浓硝酸受热分解的化学方程式 ,所以他认为应该检验_____________(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”,从而改进了实验装置如图2所示。
(3)为了减少干扰,对于A装置有下面4种操作方案,其中最合理的是_________。
①将木炭与浓硝酸一同放在装置中加热;
②先加热木炭,再将木炭投入冷浓硝酸;
③先加热木炭,再加入冷浓硝酸;
④先加热浓硝酸,然后将木炭投入其中。
(4)请用平衡移动原理解释B装置的作用_____ _ ___(结合方程式与文字表述)。
(5)若同意碳与浓硝酸反应生成二氧化氮的观点。将C装置所得的悬浊液过滤、洗涤、干燥、冷却、称量,所得固体质量为m克,则被还原的HNO3的质量为: (列出计算表达式即可)。(忽略空气中二氧化碳的影响。相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Ba 137)
(16分)草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)可用于制镍催化剂,某小组用废镍催化剂(成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的部分实验流程如下:
已知:①Ksp(CaF2)=1.46×10-10,Ksp(CaC2O4)=2.34×10-9。
②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Ni2+ | 6.7 | 9.5 |
(1)“粉碎”的目的是 。
(2)保持其他条件相同,在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”,镍浸出率随时间变化如图。“酸浸”的适宜温度与时间分别为 (填字母)。
a.30℃、30min b.90℃、150min
c.70℃、120min d.90℃、120min
(3)证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是 。将“沉镍”工序得到的混合物过滤,所得固体用75%乙醇溶液洗涤、110 ℃下烘干,得草酸镍晶体。用75%乙醇溶液洗涤的目的是 。
(4)在除铁和铝工序中,应先加入H2O2氧化,再加氢氧化镍调节pH值的范围为 。第2步中加入适量NH4F溶液的作用是 。
(5)将得到的草酸镍晶体在真空中加热至320℃分解可重新制得单质镍催化剂,写出该制备过程的化学方程式: 。
(6)已知废镍催化剂中镍的质量分数为5.9%,则100kg废镍催化剂最多可制得 kg草酸镍晶体(Ni:59,C:12,H:1,O:16)。
(16分)(1) 氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法,可进行连续生产。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式_____________________________。
(2) 恒容密闭容器中进行的合成氨反应,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/K | 298 | 398 | 498 | … |
K | 4.1×106 | K1 | K2 | … |
①写出合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式:__________________________
②上表中K1_______K2(填“>”、“=”或“<”)。
(3) 如果向氨合成塔中充入10molN2和40molH2进行氨的合成,图A和图B为一定温度下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图。
①下列说法正确的是__________(填序号)。
A.图中曲线表明增大体系压强(p),有利于提高氨气在混合气体中体积分数
B.如果图B中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是b
C.工业上采用500℃温度可有效提高反应速率和氮气的转化率
D.当 2v正(H2) =3v逆(NH3)时,反应达到平衡状态
E.容器内混合气体密度保持不变时,反应达到平衡状态
②图A中氨气的体积分数为15%时,N2的转化率为 。
(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨,其实验装置如图C,则正极的电极反应式 。
(5)25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。下列说法正确的是( )。
A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液中c(OH—)大于饱和MgF2溶液中c(F—)
B.25 ℃时,某饱和Mg(OH)2溶液中c(Mg2+)=0.056 1 mol·L-1,则溶液的pH=9
C.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,溶液变澄清,Ksp[Mg(OH)2]增大
D.25 ℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2可能转化为MgF2
(16分)已知甲苯在空气中不易变质,但可以被KMnO4酸性溶液氧化为苯甲酸,以下是由甲苯合成乙酰水杨酸和酚酞的合成路线。
(1)酚酞分子中的含氧官能团名称为 ,按照系统命名法,F的名称为 。
(2)写出“甲苯→A”的化学方程式 。
(3)写出乙酰水杨酸和NaOH溶液完全反应的化学方程式: 。
(4)上述涉及反应中,“A→B”发生的反应类型是 ,
写出C的结构简式 。
(5)写出符合下列条件的乙酰水杨酸的一种同分异构体的结构简式 。
①遇FeCl3溶液显紫色 ②能与碳酸氢钠反应
③苯环上只有2个取代基的 ④能使溴的CCl4溶液褪色
根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
| 操作 | 现象 | 结论 |
A | 向某溶液中滴加BaCl2溶液,振荡、静置 | 溶液中出现白色混浊 | 原溶液中一定有SO42- |
B | 向某溶液中先滴加少量氯水,再滴加KSCN溶液 | 先无明显现象,后溶液变成血红色 | 原溶液中含有Fe2+ |
C | 将铜片放入浓硝酸中 | 产生大量红棕色气体,溶液变为蓝绿色 | 浓硝酸有强氧化性和酸性 |
D | 向Na2SiO3溶液中滴加1滴酚酞,然后逐滴加入稀硫酸至红色褪去 | 2 min后,试管里出现凝胶 | 非金属性:S>Si |