【题目】如下图在衬白纸的玻璃片中央放置适量的KMnO4颗粒,在周围分别滴加一滴含有酚酞的澄清石灰水、FeCl2溶液,然后在KMnO4晶体上滴加适量的浓盐酸,迅速盖好表面皿。
提示:实验室中所用的少量氯气可以用下述原理制取:
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,此反应在常温下即能进行。
(1)氧化剂与还原剂物质的量之比为____________ ,氧化产物为____________。
(2)产生0.1 mol Cl2,则转移电子的物质的量为 ______ mol。
(3)a处反应的化学方程式是(工业上用此原理制取漂白粉。)______________________,
(4)b处离子方程式是_______________________________________________。
(5)高锰酸钾标准溶液经常用来滴定测量物质的含量。用高锰酸钾法间接测定石灰石中CaCO3的含量的方法为: 称取试样0.1250g,用稀盐酸溶解后加入(NH4)2C2O4得CaC2O4沉淀。沉淀经过滤洗涤后溶于稀硫酸中。滴定生成的H2C2O4 用去浓度为0.016mo/LKMnO4溶液25.00mL。
①写出CaC2O4沉淀溶解的离子方程式:__________________________
②配平并完成下列高锰酸钾滴定草酸反应的离子方程式:
_____MnO4-+______H2C2O4+______ H+=____Mn2++_____CO2↑+_____ ________
【答案】1:5 Cl2 0.2 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-; CaC2O4(s) + 2H+(aq) + SO42(aq) CaSO4(s) + H2C2O4(aq) 2 5 6 2 10 8 H2O
【解析】
(1)分析氧化还原反应中化合价变化,找出氧化剂、还原剂及它们的物质的量。
(2)根据方程式分析转移电子数目。
(3)a处反应是氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水。
(4)b处是氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁。
(5)①CaC2O4沉淀溶解是一个沉淀溶解平衡转化,CaC2O4(s)与H2SO4(aq)反应生成CaSO4(s)和H2C2O4(aq);②高锰酸根降低5个价态,草酸中每个碳升高1个价态,共升高2个价态,根据得失电子守恒配平。
(1) KMnO4中Mn化合价降低,为氧化剂,有2mol氧化剂,HCl中Cl化合价升高,为还原剂,16mol HCl参与反应,但只有10molHCl升高,还原剂为10mol,因此氧化剂与还原剂物质的量之比为2:10 =1:5,化合价升高得到的产物为氧化产物,因此氧化产物为Cl2;故答案为:1:5;Cl2。
(2)根据方程式知转移10mol电子生成5mol Cl2,因此产生0.1 mol Cl2,转移电子的物质的量为0.2 mol;故答案为:0.2。
(3)a处反应是氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,其化学方程式是2Cl2+2Ca(OH)2 = CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;故答案为:2Cl2+2Ca(OH)2 = CaCl2+ Ca(ClO)2 + 2H2O。
(4)b处是氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,其离子方程式是2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl-;故答案为:2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl-。
(5)①CaC2O4沉淀溶解是一个沉淀溶解平衡转化,CaC2O4(s)与H2SO4(aq)反应生成CaSO4(s)和H2C2O4(aq),其离子方程式:CaC2O4(s) + 2H+(aq) + SO42(aq) CaSO4(s) + H2C2O4(aq);故答案为:CaC2O4(s) + 2H+(aq) + SO42(aq)
CaSO4(s) + H2C2O4(aq)。
②高锰酸根降低5个价态,草酸中每个碳升高1个价态,共升高2个价态,根据得失电子守恒配平得到高锰酸钾滴定草酸反应的离子方程式:2MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H+ = 2 Mn2++ 10 CO2↑+ 8 H2O;故答案为:2;5;6;2;10;8;H2O。
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【题目】聚氮化硫(SN)x和K3C60是两种不同类型的超导材料。回答下列问题:
(1)在基态K原子中,能量最低的空轨道的符号是_____________。
(2)S、N、K三种元素的第一电离能由大到小的顺序是____________。
(3)(SN)x具有类似黄铜的金属光泽和导电性,其结构如下图:
以S2Cl2为原料可制取(SN)x:S2Cl2→…S4N4 S2N2
(SN)x
①(SN)x中N原子的杂化方式是_________;(SN)x的晶体类型是______;
②S2Cl2的结构式为________;
③Ag元素位于周期表第5周期、IB族,基态Ag原子的价电子排布式为__________。
(4)K3C60是由足球烯(C60)与金属钾反应生成的盐。
①在K3C60晶胞中,C603-堆积方式为面心立方结构,每个晶胞中形成4个八面体空隙和8个四面体空隙,K+填充在空隙中。晶胞中被K+占据的空隙百分比为___________。
②C60与金刚石互为同素异形休,比较两者的熔沸点并说明理由____________。
③C60的结构是一种多面体,如图。多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定律:顶点数+面数-棱边数=2。C60分子中所含的五边形和六边形的个数分别为_____、______。
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【题目】避蚊酯(DMP)是一种塑化剂,相对分子质量为194,摄人后对人体有一定的危害,其结构可表示为(其中R为烃基)实验室由以下方法可得到DMP。
请回答:
(1)物质C中官能团的名称为_____。
(2)下列有关DMP的说法可能正确的是_______。(填字母标号)
A.DMP的分子式为C10H12O4
B.DMP可以发生取代、加成、氧化等反应
C.DMP在水中的溶解度不大
(3)B与乙二酸()在一定条件下可以按物质的量1:1发生反应生成高分子化合物,该高分子化合物的结构简式为______。
(4)工业上以邻二甲苯()为原料先生产苯酐(
),再使其与某醇在一定条件下反应制取DMP。苯酐与该醇制取DMP的化学方程式为________。
(5)芳香化合物E与C互为同分异构体,若lmo E与足量银氨溶液反应最多生成2mol Ag,则E可能的结构简式为______。B也存在多种同分异构体,符合下列条件的B的同分异构体有______种。
①l mol有机物可以与2mol NaOH反应
②苯环上的一氯代物只有一种。
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【题目】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素氧化物)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 molL1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(4)写出“沉锰”的离子方程式_____________。
(5)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=__________。
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【题目】硫酸是重要的基础化工原料之一,是化学工业中最重要的产品,号称“工业之母”。在中学化学教材中有多处涉及其应用。
(1)利用浓硫酸配制稀硫酸
已知某浓硫酸的密度为1.84g/ml,质量分数为98%,则该浓硫酸的物质的量浓度为_______;
现用该浓硫酸配制480ml浓度为1.84mol/L的稀硫酸,在配制过程中除量取浓硫酸的仪器、烧杯、胶头滴管外,还需用到的玻璃仪器有______________________;
(2)硫酸与无机物的反应
实验室在用稀硫酸与锌反应制取氢气时,常向其中滴加少量硫酸铜溶液以加快反应速率,请写出发生的离子反应方程式______________________________;不活泼金属铜在与浓硫酸反应中,体现了浓硫酸的___________________性质;非金属碳在加热条件下也能与浓硫酸反应,若要你设计实验检验反应生成的气体产物,则检验出气体产物的正确顺序为______________________;
(3)硫酸在有机中的应用
利用硫酸的性质可以制取多种有机物,比如烈性炸药TNT、硝基化合物、酯类物质、不饱和烃等。请写出制取TNT的化学方程式________________________________________;请写出用乙醇制取乙烯的化学方程式________________________________________;稀硫酸还可以使蔗糖、淀粉等多种有机物发生水解,请写出蔗糖水解的产物名称_________。
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【题目】能源问题是人类社会面临的重大问题,合理的开发利用至关重要。
(1)丁烯是石油化工中的重要产物,正丁烷脱氢可制备1-丁烯:C4H10(g) =C4Hg(g) +H2(g) △H。 下表为该反应中所涉及物质的键能数据:
则△H=_______
(2)甲醇是未来重要的绿色能源之一,常见的合成反应为CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)H<0;为了探究反应物的浓度对反应速率的影响,进行了相关实验,测得的实验数据如下表所示:
该反应速率的通式为v正=k正cm(CO).cn(H2)(k是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率通式中m和n分别_____、_____( 取正整数)。
(3)合成甲醇的原料气既可由煤气化提供,也可由天然气与水蒸气通过下列反应制备:CH4(g) + H2O(g) CO(g) +3H2(g)H>0。向100 L刚性密闭容器中充人1 mol CH4和3 mol水蒸气进行反应,不同温度和压强下平衡体系中CH4的平衡转化率情况如图1所示:
①p1____p2(填“<”“>”或“=")。
②已知压强为P1,温度为100°C时,反应达到平衡所需的时间为5min,则0~5min内用H2表示的平均反应速率为______;该温度下的平衡常数K=_______mol2·L-2。
(4)近年来,有人研究用温室气体二氧化碳通过电催化生成多种燃料,其工作原理如图2所示。
①写出Cu电极上产生乙烯的电极反应式:_____________;如果Cu电极上生成0.17molCO和0.33molHCOOH,则Pt电极上产生O2的物质的量为__________mol。
②HCOOH为一元弱酸,常温下将0.1mol·L-1HCOOH溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液按体积比a:b混合(忽略溶液体积的变化),混合后溶液恰好显中性,则HCOOH的电离常数为______(用含a、b的代数式表示)。
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【题目】下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是
A. 用装置甲灼烧碎海带
B. 用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C. 用装置丙制备用于氧化浸泡液中I的Cl2
D. 用装置丁吸收氧化浸泡液中I后的Cl2尾气
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【题目】淀粉水解的产物(C6H12O6)用硝酸氧化可以制备草酸,装置如图1所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去):实验过程如下:
①将1:1的淀粉水乳液与少许硫酸(98%)加入烧杯中,水浴加热至85℃~90℃,保持30min,然后逐渐将温度降至60℃左右;
②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中;
③控制反应液温度在55~60℃条件下,边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2:1.5)溶液;
④反应3h左右,冷却,减压过滤后再重结晶得草酸晶体,硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应:
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O
请回答下列问题:
(1)实验①加入98%硫酸少许的作用是:_________;
(2)实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产量下降,其原因是_________;
(3)检验淀粉是否水解完全所用的试剂为_________;
(4)草酸重结晶的减压过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有_________;
(5)将产品在恒温箱内约90℃以下烘干至恒重,得到二水合草酸.用KMnO4标准溶液滴定,该反应的离子方程式为:2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O称取该样品0.12g,加适量水完全溶解,然后用0.020molL﹣1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),此时溶液颜色变化为_________,滴定前后滴定管中的液面读数如图2所示,则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为_________。
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【题目】还原法处理氮的氧化物是环境科学研究的热点课题。
I.氧气还原法。H2还原NO发生的反应为:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)。
(1)已知儿种化学键的键能数据如下:
2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=___kJ·mol-1。
(2)2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=kc2(NO)·c(H2)(k是速率常数,只与温度有关)。科学研究发现上述反应分两步进行:
反应1:2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g);
反应2:H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)。
总反应速率由反应较慢的一步决定,由此推知上述两步反应中,活化能较大的是反应___(填“l”或“2”)。c(NO)对总反应速率的影响程度___c(H2)(填“大于”“小于”或“等于”)。
Ⅱ.NH3还原法。在恒容密闭容器中充入NH3和NO2,在一定温度下发生反应:8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)。
(3)下列表明该反应达到平衡状态的是___(填字母)。
A.混合气体密度保持不变 B.NO2和N2的消耗速率之比为6:7
C.混合气体中c(N2)=c(NO2) D.混合气体压强保持不变
III.CO还原法。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO,发生反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH。在2L恒容密闭容器中充人2molCO和2molNO,测得NO的转化率与温度、时间的火系如图所示。
(4)下列说法正确的是___(填字母)。
A.图像中,T1>T2
B.上述反应在高温下能自发进行
C.10min时,T2K下正、逆反应速率相等
D.增大NO的浓度,反应物的转化率增大
(5)T2K温度下,0-10min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=___mol/L-1·min-1;T1K温度下,上述反应的平衡常数K=___L·mol-1。
(6)T1K温度下,向平衡后的容器内再加入2molN2和2molNO,则平衡___(填“向右移动”“向左移动”或“不移动”)。
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