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【题目】[化学——选修2:化学与技术]
高锰酸钾(
)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
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回答下列问题:
(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 。
(2)“平炉”中发生的化学方程式为 。
(3)“平炉”中需要加压,其目的是 。
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
①“
歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成K2MnO4,MnO2和 (写化学式)。
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为
,阴极逸出的气体是 。
③“电解法”和“
歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为 。
(5)高锰酸钾纯度的测定:称取1.0800 g样品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,摇匀。取浓度为0.2000 mol·L1的H2C2O4标准溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48 mL,该样品的纯度为
(列出计算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
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【题目】铁是应用最广泛的金属,铁的氯化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)在实验室中,FeCl2可用铁粉和___(填名称)反应制备。
(2)Fe3O4可用多种方法制得,其中由一种单质和一种化合物通过化合反应制备的化学方程式为___。
(3)实验室在制备Fe(OH)2时必须隔绝空气,否则发生的现象是___,对应的化学方程式为___。
(4)红砖是用黏土高温烧结而成的,因其含有Fe2O3呈红色或棕红色而得名,常用作建筑材料。请设计一个简单实验证明红砖中含有Fe3+:___。
(5)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,实验测得n(Fe):n(C1)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为___。
(6)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为:___。
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【题目】A、X、Y、B、C、D、E、M是前30号元素,原子序数依次增加。A原子是周期表中半径最小的原子;X的基态原子次外层有2个电子,最外层有3个未成对电子;Y原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子相反;B的价层电子排布式为ns1,C和Y形成的化合物是引起酸雨的主要大气污染物,常温下,D的单质是一种黄绿色的气体;E的+3价离子的3d轨道为半充满状态,M与E元素位于同一周期,且为ⅠB族元素。
(1)B、Y、C分别形成的简单离子的半径由大到小顺序为(填离子符号)_________
(2)元素D基态原子的核外电子排布式为________,其同周期元素中,第一电离能最大的是______(写元素符号)。
(3)M与D形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_______
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②此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色,深蓝色溶液中阳离子的化学式为_______,其中配位体为_______分子(填“极性”或“非极性”),
(4)基态C原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。将A2C通入ED3溶液中反应的离子方程式为_______
(5)用200mL1mol·L-1的BYA溶液吸收4.48L(标准状况)CY2所得溶液的pH<7,溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________________________。
(6)工业上用电化学法治理酸性废液中XY3的原理如图,阴极的电极反应式为_______。
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【题目】二氧化硫直接排放会危害环境。利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)可吸收烟气中的SO2并制备无水Na2SO3,其流程如图1。
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已知:H2SO3、HSO3、SO32在水溶液中的物质的量分数随pH的分布如图2,Na2SO3·7H2O和Na2SO3的溶解度曲线如图3。
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(1)Na2CO3溶液显碱性,用离子方程式解释其原因:_____________________。
(2)吸收烟气
①为提高NaHSO3的产率,应控制吸收塔中的pH为________。
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH(aq)==SO32(aq)+H2O(l)ΔH1=164.3kJ·mol1
CO2(g)+2OH(aq)==CO32(aq)+H2O(l)ΔH2=109.4kJ·mol1
2HSO3(aq)==SO32(aq)+SO2(g)+H2O(l)ΔH3=+34.0kJ·mol1
吸收塔中Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO3的热化学方程式是________。
③吸收塔中的温度不宜过高,可能的原因是________(写出1种即可)。
(3)制备无水Na2SO3
①中和塔中反应的离子方程式为_________________________________。
②从中和塔得到的Na2SO3溶液中要获得无水Na2SO3固体,需控制温度____________,同时还要_______________,以防止Na2SO3氧化。
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【题目】茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分及钙、铁等微量金属元素,某化学研究性学习小组设计方案用以检验某品牌茶叶中铁元素的存在并测定钙元素的质量分数(已知CaC2O4为白色沉淀物质)。首先取200g茶叶样品进行如图操作:
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已知:①文献资料显示:某些金属离子的氢氧化物完全沉淀时的pH为:Ca(OH)2:13,Fe(OH)3:4.1
②(NH4)2C2O4溶液显酸性。
(1)实验前要先将茶叶样品高温灼烧为灰粉,需要用到的实验仪器有酒精灯、三脚架、玻璃棒、泥三角________,其主要目的是___________________。
A.蒸发皿 B.坩埚C.石棉网
(2)从滤液A→沉淀D的过程中需要加入的物质X可以选择________。
A.CaO B.Ca(OH)2C.NH3·H2O
(3)用酸性KMnO4标准溶液滴定滤液C时发生的反应为:5C2O42-+2MnO4-+16H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O。将滤液C稀释至250mL,取25.00mL溶液,用硫酸酸化后,用0.10mol·L-1的KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗KMnO4溶液体积如表所示:
编号 | KMnO4溶液体积/mL |
1 | 19.98 |
2 | 22.00 |
3 | 20.02 |
①此步操作过程中需要用到图示中哪些仪器________
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②滴定达到终点时的现象是__________________________。
③为保证实验精确度,沉淀D及E需要分别洗涤,并将洗涤液转移回母液中,若不洗涤沉淀D,会使测定的钙元素的含量________(偏低、偏高、无影响,下同),若不洗涤沉淀E,会使测定的钙元素的含量________。
④原茶叶中钙元素的质量分数为________。(用含a的代数式表示,已知(NH4)2C2O4的摩尔质量为124g·mol-1)。
(4)可以通过检验滤液A来验证该品牌茶叶中是否含有铁元素,所加试剂及实验现象是_______________、________________。
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【题目】由短周期元素组成的中学常见的含钠元素的物质A、B、C、D,存在如图转化关系(部分生成物和反应条件已略去)。
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(1)若A为过氧化钠,A与CO2反应的化学方程式为___,A与水反应的离子方程式为___。
(2)①向饱和C溶液中通CO2,化学方程式为:___。
②1mol/L的B溶液逐滴加入1L1mol/L的AlCl3溶液中,产生白色沉淀39g,则所加入的B溶液的体积可能为___L。
(3)下列图象中,横坐标表示加入试剂或通入气体的物质的量,纵坐标表示产生沉淀的质量,用图象的序号或文字回答下列问题:
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Ⅰ.表示向AlCl3溶液中逐渐滴加NaOH溶液的是___;
Ⅱ.表示向NaAlO2溶液中逐渐滴加稀盐酸的是___;
Ⅲ.表示向NaAlO2溶液中通入CO2的是___;
Ⅳ.③图___(填“能”或“不能”)代表向含NaOH的澄清石灰水中通入CO2。
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【题目】以A和B为原料合成扁桃酸衍生物F的路线如图所示:
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(1)A分子式为C2H2O3,可发生银镜反应,且具有酸性,A所含官能团名称为__________;
(2)A+BC的反应类型为_______,A的水溶液与足量新制氢氧化铜悬浊液共热,反应的化学方程式为_______;C(
)中手性碳原子所连接的羟基在①②③中酸性最_______(填“强”或“弱”)。
(3)B分子中最多有_______个原子共面,向B的水溶液中滴加浓溴水,现象_______;F在加热条件下与足量NaOH溶液反应的化学方程式为_______;
(4)E是由2分子C生成的含有3个六元环的化合物,E分子的结构简式为_______;
(5)在符合下列条件的F的同分异构体(不考虑立体异构)中,核磁共振氢谱有五组峰的物质的结构简式为____________
①属于一元酸类化合物;②苯环上只有2个取代基且处于对位,其中一个是羟基。
(6)已知:
,A有多种合成方法,在方框中写出由乙酸合成A的路线流程图(其他原料任选)。_______
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【题目】周期表前四周期的元素A、B、C、D、E、F,原子序数依次增大,A是周期表中原子半径最小的元素,B的基态原子中只有1个未成对电子,C基态原子中有7种不同运动状态的电子,D的最外层电子数是其所处周期数的3倍,E与D同主族,F的一价阳离子最外层有18个电子。回答下列问题:
(1)F在周期表中的位置是_____________
(2)A元素与其他元素形成的含氧酸中,酸根呈三角锥结构的酸是_________,该酸的中心原子的杂化方式为_________
(3)CA3极易溶于水,试从下图中判断CA3溶于水后形成CA3·H2O的合理结构为_____(填字母代号),推理依据是___________
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(4)元素B可形成H3BO3,已知H3BO3的电离方程式为H3BO3+2 H2O[B(OH)4]一+H3O+
①基态B、D原子的第一电离能由小到大的顺序为__________(用元素符号表示)
②[B(OH)4]一中B原子的杂化类型为_______________
③写出一种与H3O+互为等电子体的分子的化学式:___________
④H3BO3晶体在热水中的溶解度大于冷水中的溶解度的原因为__________________
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【题目】某温度下,wg某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应,固体质量增加wg。在①H2;②CO;③CO和H2的混合物 ④HCHO;⑤CH3COOH;⑥HO-CH2-CH2-OH中,符合题意的是
A. 均不符合 B. 只有①②③ C. 只有④⑤ D. 全部符合
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【题目】李克强总理在《2018年国务院政府工作报告》中强调“今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%。”研究烟气的脱硝(除NOx)、脱硫(除SO2)有着积极的环保意义。
Ⅰ. 汽车排气管上安装“催化转化器”,其反应的热化学方程式为:2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50kJ·mol-1。T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中(0~15min) NO的物质的量随时间变化如图。
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(1)图中a、b分别表示在相同温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n (NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是______(填“a”或“b”)
(2)在a曲线所示反应中,0~10min内,CO的平均反应速率v(CO)=___________;T℃时,该反应的化学平衡常数K=_____________;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol,则平衡将_________移动(填“向左”、“向右”或“不”)
(3)15min时, n (NO)发生图中所示变化,则改变的条件可能是_______(填序号)
A.充入少量CO B.将N2液化移出体系 C.升高温度 D.加入催化剂
Ⅱ. 已知有下列反应:
①5O2(g)+ 4NH3(g)
6H2O(g)+ 4NO(g) △H1
②N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H2
③2NO(g)+ O2(g)
2NO2(g) △H3
(1)若在高效催化剂作用下可发生8NH3(g)+ 6NO2(g)
7N2(g)+ 12H2O(g)的反应,对NO2进行处理则该反应的△H=__________(用△H1,△H2,△H3表示),△S______0
(2)某温度下,向某恒容密闭容器中充入一定量的NH3和NO2,按照(1)的原理模拟污染物的处理。若容器中观察到________________(填序号),可判断该反应达到平衡状态
A.混合气体颜色不再改变 B. 混合气体的密度不再改变
C.混合气体摩尔质量不再改变 D. NH3和NO2的物质的量之比不再改变
(3)将一定比例的O2、NH3和NO2的混合气体,匀速通入图(a)所示装有催化剂M的反应器中充分进行反应。
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反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图(b)所示。已知该催化剂在100~150℃时活性最高,那么在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢,其中去除率迅速上升段的主要原因是____________________________;当反应温度高于380 ℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________________
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