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【題目】某化學(xué)小組構(gòu)想將汽車尾氣(NO、NO2)轉(zhuǎn)化為重要的化工原料HNO3, 其原理如圖所示,其中A、B為多孔材料。下列說法正確的是
A. 電解質(zhì)溶液中電流的方向由B到A,電子的流向與之相反
B. 電極A表面反應(yīng)之一為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+
C. 電極B附近的c(NO3-)增大
D. 該電池工作時,每轉(zhuǎn)移4 mol電子,消耗22.4 LO2
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【題目】硫酸亞鐵晶體俗稱綠礬(FeSO4 7H2O),重鉻酸鈉晶體俗稱紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O),它們都是重要的化工產(chǎn)品。工業(yè)上以鉻鐵礦[主要成分是[Fe(CrO2)2]為原料制備綠礬和紅礬鈉的工藝流程如圖所示。
請回答下列問題:
(1)已知Fe(CrO2)2中鉻元素的化合價為+3價,則Fe(CrO2)中鐵元素的化合價為______________。
(2)化學(xué)上可將某些鹽寫成氧化物的形式,如Na2SiO3寫成Na2O·SiO2,則Fe(CrO2)2可寫成__________。
(3)煅燒鉻鐵礦時,礦石中的Fe(CrO2)2轉(zhuǎn)變成可溶于水的Na2CrO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
①該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為________________。
②為了加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率,可采取的措施是_________________(填一種即可)。
⑷己知CrO42-在氫離子濃度不同的酸性溶液中有不同的反應(yīng)。如:
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O 3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O
①往混合溶液甲中加入硫酸必須適量的原因是________________。
②混合溶液乙中溶質(zhì)的化學(xué)式為______________________。
(5)寫出Fe與混合溶液丙反應(yīng)的主要離子方程式_________________。檢驗(yàn)溶液丁中無Fe3+的方法是:_____________。從溶液丁到綠鞏的實(shí)驗(yàn)操作為蒸發(fā)濃縮、___________、過濾、洗滌、干燥。
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【題目】碘化鈉在光學(xué)器件石油探測、安檢、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某研究小組開發(fā)設(shè)計(jì)的制備高純NaI的簡化流程如圖:
已知:
①I2(s)+I-(aq)I3-(aq)。
②水合肼(N2H4H2O)具有強(qiáng)還原性,可分別將碘的各種酸根和I2還原為I-,本身被氧化為無毒物質(zhì)。
③NaI易溶于水,也易溶于酒精,在酒精中的溶解度隨溫度的升高增加不大。
請回答:
(1)步驟Ⅰ,I2與NaHCO3溶液發(fā)生歧化反應(yīng),生成物中含IO-和IO3-離子。
①I2與NaHCO3溶液反應(yīng)適宜溫度為40~70℃,則采用的加熱方式為___。
②實(shí)驗(yàn)過程中,加少量NaI固體能使反應(yīng)速率加快,其原因是___。
(2)步驟Ⅱ,水合肼與IO反應(yīng)的離子方程式為___。
(3)步驟Ⅲ,多步操作為:
①將步驟Ⅱ得到的pH為6.5~7的溶液調(diào)整pH值至9~10,在100℃下保溫8h,得到溶液A;
②將溶液A的pH值調(diào)整至3~4,在70~80℃下保溫4h,得溶液B;
③將溶液B的pH調(diào)整至6.5~7,得溶液C;
④在溶液C中加入活性炭,混合均勻后煮沸,靜置10~24h后,過濾除雜得粗NaI溶液。上述①②③操作中,調(diào)整pH值時依次加入的試劑為___。
A.NaOH B.HI C.NH3H2O D.高純水
(4)步驟Ⅳ,采用改進(jìn)的方案為用“減壓蒸發(fā)”代替“常壓蒸發(fā)”。
①“減壓蒸發(fā)”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計(jì)、接收管、接收瓶之外,還有___。
A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.燒杯 D.抽氣泵
②采用“減壓蒸發(fā)”的優(yōu)點(diǎn)為___。
(5)將制備的NaI2H2O粗品以無水乙醇為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶。請給出合理的操作排序___。
加熱乙醇→ → → → →純品(選填序號)。
①高純水洗滌 ②減壓蒸發(fā)結(jié)晶 ③NaI2H2O粗品溶解 ④趁熱過濾 ⑤真空干燥 ⑥抽濾
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【題目】將濃度均為0.01 mol/L 的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定時間后溶液變?yōu)樗{(lán)色。該實(shí)驗(yàn)是一種“碘鐘實(shí)驗(yàn)”。某小組同學(xué)在室溫下對該“碘鐘實(shí)驗(yàn)”的原理進(jìn)行探究。
(資料)
該“碘鐘實(shí)驗(yàn)”的總反應(yīng):H2O2 +2S2O32-+2H+=S4O62-+2H2O
反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
反應(yīng)A:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O
反應(yīng)B:……
(1)反應(yīng)B的離子方程式是______。對于總反應(yīng),I-的作用相當(dāng)于______。
(2)為證明反應(yīng)A、B的存在,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅰ。
a.向酸化的H2O2溶液中加入試劑X的水溶液,溶液變?yōu)樗{(lán)色。
b.再向得到的藍(lán)色溶液中加入Na2S2O3溶液,溶液的藍(lán)色褪去。
試劑X是______。
(3)為探究溶液變藍(lán)快慢的影響因素,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ、實(shí)驗(yàn)Ⅲ。(溶液濃度均為0.01 mol/L)
試劑 序號 用量(mL) | H2O2 溶液 | H2SO4 溶液 | Na2S2O3 溶液 | KI溶液 (含淀粉) | H2O |
實(shí)驗(yàn)Ⅱ | 5 | 4 | 8 | 3 | 0 |
實(shí)驗(yàn)Ⅲ | 5 | 2 | x | y | z |
溶液從混合時的無色變?yōu)樗{(lán)色的時間:實(shí)驗(yàn)Ⅱ是30 min、實(shí)驗(yàn)Ⅲ是40 min。
①實(shí)驗(yàn)Ⅲ中,x、y、z所對應(yīng)的數(shù)值分別是______。
②對比實(shí)驗(yàn)Ⅱ、實(shí)驗(yàn)Ⅲ,可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______。
(4)為探究其他因素對該“碘鐘實(shí)驗(yàn)”的影響,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅳ。
(溶液濃度均為0.01 mol/L)
試劑 序號 用量(mL) | H2O2 溶液 | H2SO4 溶液 | Na2S2O3 溶液 | KI溶液(含淀粉) | H2O |
實(shí)驗(yàn)Ⅳ | 4 | 4 | 9 | 3 | 0 |
實(shí)驗(yàn)過程中,溶液始終無明顯顏色變化。
試結(jié)合該“碘鐘實(shí)驗(yàn)”總反應(yīng)方程式及反應(yīng)A與反應(yīng)B速率的相對快慢關(guān)系,解釋實(shí)驗(yàn)Ⅳ未產(chǎn)生顏色變化的原因:_____________________。
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【題目】資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
(1)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H =-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H =+116.49 kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g)△H =+88.0 kJ·mol-1
試寫出NH3和CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式______________。
(2)已知:
化學(xué)鍵 | Si—Cl | H—H | H—Cl | Si—Si |
鍵能/kJ·mol-1 | 360 | 436 | 431 | 176 |
且硅晶體中每個硅原子和其他4個硅原子形成4個共價鍵。工業(yè)上所用的高純硅可通過下列應(yīng)反制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),該反應(yīng)的△H=___ kJ·mol-1。
(3)在一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃時發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO2:0.2mol·L-1,H2:0.8mol·L-1,CH4:0.8mol·L-1,H2O:1.6mol·L-1,起始充入CO2和H2的物質(zhì)的量分別為_____、_____,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為______。
(4)觀察如圖所示的兩個裝置,圖1裝置中銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡,圖2裝置中銅電極上無氣體產(chǎn)生,而鉻電極上產(chǎn)生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測金屬鉻具有的兩種重要化學(xué)性質(zhì)為
① ____________________________________。
② ____________________________________。
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【題目】我國科研人員研制出一種室溫“可呼吸” Na-CO2電池。放電時該電池“吸入”CO2,充電時“呼出”CO2。吸入CO2時,其工作原理如圖所示。吸收的全部CO2中,有2/3轉(zhuǎn)化為Na2CO3固體沉積在多壁碳納米管(MWCNT)電極表面。下列說法正確的是
A.“吸入”CO2時,鈉箔為正極
B.“呼出”CO2時,Na+向多壁碳納米管電極移動
C.“吸入” CO2時的正極反應(yīng)式為:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,每“呼出”22.4 L CO2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.75 mol
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【題目】下表中對應(yīng)關(guān)系正確的是
A | CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl | 均為取代反應(yīng) |
B | 由油脂得到甘油 | 均發(fā)生了水解反應(yīng) |
C | Cl2+2Br=2Cl+Br2 | 均為單質(zhì)被還原的置換反應(yīng) |
D | 2Na2O2+2H2O+4NaOH+O2↑ | 均為水作還原劑的氧化還原反應(yīng) |
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【題目】用下列裝置完成相關(guān)實(shí)驗(yàn),合理的是( )。
A. 圖①:驗(yàn)證H2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3 B. 圖②:收集CO2或NH3
C. 圖③:分離Na2CO3溶液與CH3COOC2H5 D. 圖④:分離C2H5OH與CH3COOC2H5
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【題目】(14分)藥物H在人體內(nèi)具有抑制白色念球菌的作用,H可經(jīng)下圖所示合成路線進(jìn)行制備。
已知:硫醚鍵易被濃硫酸氧化。
回答下列問題:
(1)官能團(tuán)SH的名稱為巰(qiú)基,SH直接連在苯環(huán)上形成的物質(zhì)屬于硫酚,則A的名稱為________________。D分子中含氧官能團(tuán)的名稱為________________。
(2)寫出A→C的反應(yīng)類型: _____________。
(3)F生成G的化學(xué)方程式為_______________________________________。
(4)下列關(guān)于D的說法正確的是_____________(填標(biāo)號)。(已知:同時連接四個各不相同的原子或原子團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子)
A.分子式為C10H7O3FS
B.分子中有2個手性碳原子
C.能與NaHCO3溶液、AgNO3溶液發(fā)生反應(yīng)
D.能發(fā)生取代、氧化、加成、還原等反應(yīng)
(5)M與A互為同系物,分子組成比A多1個CH2,M分子的可能結(jié)構(gòu)有_______種;其中核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為2∶2∶2∶1的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為_____________。
(6)有機(jī)化合物K()是合成廣譜抗念球菌藥物的重要中間體,參考上述流程,設(shè)計(jì)以為原料的合成K的路線。_____________
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【題目】(11分)近年來,隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用,廢鋰離子電池的回收處理至關(guān)重要。下面是利用廢鋰離子電池正極材料(有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等)回收鈷、鎳、鋰的流程圖。
已知:P204[二(2乙基己基)磷酸酯]常用于萃取錳,P507(2乙基己基膦酸2乙基己酯)和Cyanex272[二(2,4,4)三甲基戊基次磷酸]常用于萃取鈷、鎳。
回答下列問題:
(1)在硫酸存在的條件下,正極材料粉末中LiCoO2與H2O2反應(yīng)能生成使帶火星木條復(fù)燃的氣體,請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________。
(2)一些金屬難溶氫氧化物的溶解度(用陽離子的飽和濃度表示)與pH的關(guān)系圖如下:
加入NaOH溶液調(diào)pH=5可除去圖中的________(填金屬離子符號)雜質(zhì);寫出除去金屬離子的離子方程式________________________(一種即可)。
(3)已知P507萃取金屬離子的原理為nHR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nH+(aq),且隨著萃取過程中pH降低,萃取效率下降。萃取前先用NaOH對萃取劑進(jìn)行皂化處理,皂化萃取劑萃取金屬離子的反應(yīng)為nNaR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nNa+(aq)。對萃取劑進(jìn)行皂化處理的原因?yàn)?/span>________________。
(4)控制水相pH=5.2,溫度25℃,分別用P507、Cyanex272作萃取劑,萃取劑濃度對萃取分離鈷、鎳的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。
■—Co(Cyanex272);●—Ni(Cyanex272);▲—Co(P507);▼—Ni(P507)
由圖可知,鈷、鎳的萃取率隨萃取劑濃度增大而_________(填“增大”或“減小”);兩種萃取劑中___________(填“P507”或“Cyanex272”)的分離效果比較好,若選P507為萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為__________mol·L1;若選Cyanex272萃取劑,則最適宜的萃取劑濃度大約為___________mol·L1。
(5)室溫下,用NaOH溶液調(diào)節(jié)鈷萃余液的pH=12,攪拌一段時間后,靜置,離心分離得到淡綠色氫氧化鎳固體,鎳沉淀率可達(dá)99.62%。已知Ksp[Ni(OH)2]=5.25×1016,則沉鎳母液中Ni2+的濃度為2.1×1011 mol·L1時,pH=______(lg5=0.7)。
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