【題目】釩是人體必需的微量元素,能預(yù)防突發(fā)性心臟病等疾病,常見化合價有+2、+3+4+5。實驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)制備V2(CO3)3的步驟如下:

①取18.20gV2O5放入水中攪拌形成懸濁液,通入二氧化硫充分反應(yīng)可得V2(SO4)3溶液。

②將V2(SO4)3溶液與足量的碳酸鈉溶液混合,充分反應(yīng)后過濾洗滌、干燥,得V2(CO3)3固體22.56g。

已知:+5價Ⅴ具有氧化性,+3V具有還原性,易被氧氣氧化。

回答下列問題:

(1)實驗室用Na2SO3固體和H2SO4()制取SO2,可選用的發(fā)生裝置是___________(AB),若利用下述裝置制取并收集干燥的SO2,連接順序為a→____________________________________________→f。

(2)步驟①實驗裝置如下:

①圖中利用水浴處理的優(yōu)點是___________,裝置C中長頸漏斗的作用是___________。

②通入二氧化硫前和實驗結(jié)束后都要通入N2,目的是___________。

③寫出儀器D中反應(yīng)的離子方程式___________。

(3)步驟②中洗滌操作后,證明已經(jīng)洗凈的操作是___________,本實驗中的產(chǎn)率為___________

【答案】B d e c b 便于控制溫度、受熱均勻 維持氣壓,防止裝置堵塞 通入二氧化硫前通入氮氣目的是趕盡裝置內(nèi)的空氣,實驗結(jié)束后通入氮氣是為了趕走裝置內(nèi)的二氧化硫,防止污染 2SO2+V2O5+2H=2SO42-+2V3++H2O 取最后一次洗滌液,向其中滴加稀鹽酸和氯化鋇溶液,若沒有白色沉淀生,則已經(jīng)洗凈 80.00%

【解析】

(1)制取二氧化硫,為典型的固液不加熱裝置,選擇B;按制取、干燥、收集、處理尾氣的順序連接裝置;

(2)①圖中利用水浴處理的優(yōu)點是:便于控制溫度、受熱均勻;裝置C中長頸漏斗的作用是:維持氣壓,防止裝置堵塞

②通入二氧化硫前通入氮氣目的是趕盡裝置內(nèi)的空氣,實驗結(jié)束后通入氮氣是為了趕走裝置內(nèi)的二氧化硫,防止污染。

儀器D中反應(yīng)的離子方程式SO2V2O5在酸性條件下反應(yīng)生成SO42-V3+

(3)V2(CO3)3沉淀表面吸附有可溶性的硫酸根和鈉離子,因此可用稀鹽酸和氯化鋇溶液檢驗硫酸根的存在。根據(jù)釩守恒,由關(guān)系式計算V2O5~V2(CO3)3。

(1)用亞硫酸鈉固體和濃硫酸反應(yīng)制取二氧化硫,為典型的固液不加熱裝置故選B;制取的二氧化硫應(yīng)先干燥再收集故先通過d、e,二氧化硫的密度比空氣大要從c口進氣,b口出來進行尾氣處理,因為二氧化硫易于氫氧化鈉反應(yīng),f的作用是安全瓶,防止倒吸;盛放NaOH溶液的燒杯為尾氣處理裝置要放置在最后;

(2)水浴處理,利用水的比熱容大可控制溫度,同時使儀器受熱均勻,由于通入氣體過快或?qū)Ч芏氯?/span>,可造成裝置內(nèi)壓強過大裝置C中長頸漏斗的作用是為了平衡壓強;依題意,+3V具有還原性,易被氧氣氧化,實驗前要先通入氮氣趕盡空氣二氧化硫有毒,實驗結(jié)束后要通入N2趕盡二氧化硫,使其完全被吸收;依題意,V2O5與二氧化硫在水中反應(yīng)生成V2(SO4)3根據(jù)電子守恒和電荷守恒可得離子方程式:2SO2+V2O5+2H+=2SO42-+2V3++H2O;

(3)V2(CO3)3沉淀表面吸附有可溶性的硫酸根和鈉離子,因此可用稀鹽酸和氯化鋇溶液檢驗硫酸根的存在:取最后一次洗滌液,向其中滴加稀鹽酸和氯化鋇溶液,若沒有白色沉淀生,則已經(jīng)洗凈根據(jù)釩守恒,可得V2O5~V2(CO3)3,則18.20gV2O5完全反應(yīng)可得V2(CO3)3的質(zhì)量為28.20g,故產(chǎn)率為22.56g/28.20g×100%=80.00%。

練習(xí)冊系列答案
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(1)釩原子的核外電子排布式為________________,在元素周期表中的位置為______

(2)V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑;鶓B(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓為________形;氣態(tài)SO3以單分子形式存在,其分子的立體構(gòu)型為_______形;固體SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖所示,該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長有a、b兩類,b的鍵長大于a的鍵長的原因為______________。

(3)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到釩酸鈉(Na3VO4),該鹽陰離子中V的雜化軌道類型為___________;也可得到偏釩酸鈉,其陰離子呈如圖所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu),則偏釩酸鈉的化學(xué)式為_____________

(4)釩的某種氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該氧化物的化學(xué)式為__________,若它的晶胞參數(shù)為x nm,則晶胞的密度為__________ g/cm3

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【題目】已知A為金屬單質(zhì),下列物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化如圖所示:

試回答:

(1)寫出B的化學(xué)式____,D的化學(xué)式__________。

(2)寫出由E轉(zhuǎn)變成F的化學(xué)方程式____。

(3)向G溶液加入A的有關(guān)離子反應(yīng)方程式______________________。

(4)某同學(xué)取B的溶液酸化后加入碘化鉀淀粉溶液,在空氣中放置一會兒變?yōu)樗{色,寫出與上述變化過程相關(guān)的離子方程式____________,______________

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【題目】下列是某興趣小組根據(jù)教材實驗設(shè)計的一個能說明碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的套管實驗。請觀察如下圖所示實驗裝置,分析實驗原理,并判斷下列說法和做法,其中不科學(xué)的是(  )

A. 甲為小蘇打,乙為純堿

B. 要證明碳酸氫鈉受熱能產(chǎn)生水,可在小試管內(nèi)塞上沾有無水硫酸銅粉末的棉花球

C. 加熱不久就能看到A燒杯的澄清石灰水變渾濁

D. 整個實驗過程中都沒有發(fā)現(xiàn)A燒杯的澄清石灰水變渾濁

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【題目】隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,二氧化碳污染的處理成為科學(xué)研究的重點,回答下列問題:

I.有人提出利用H2還原CO2使其轉(zhuǎn)化為有機化工的主要原料乙烯。

(1)查閱資料:H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,C2H4的燃燒熱為l41lkJ/mol,lmolH2O(1)轉(zhuǎn)化為H2O(g)需吸收44kJ的熱量。則反應(yīng)6H2(g)+2CO2(g) C2H4(g)+4H2O(g)

H=___________kJ/mol

(2)下圖是探究不同溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率和催化劑的催化效率影響的示意圖。

①生產(chǎn)中通常選用的溫度最好是___________,理由是___________。

②圖中表示的化學(xué)平衡常數(shù):M___________N(>、=、<)

250℃時,在2L密閉容器中分別充入6molH22 molCO2,到達平衡時體系中C2H4的體積分數(shù)為___________。

.CO在一定條件下,能與H2合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。

(1)1L的密閉容器中分別充入2.5molH2 bmol CO2發(fā)生反應(yīng),在不同溫度下達到平衡狀態(tài)時測得實驗數(shù)據(jù)如下表:

①到達平衡時若升高溫度,則上述平衡___________方向移動(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)。

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(2)新型高效的二甲醚燃料電池工作時總反應(yīng)式:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O

①該電池的負極是___________(ab),負極電極反應(yīng)式為___________;

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A. b點達到了平衡狀態(tài)

B. b點對應(yīng)的時刻改變的條件是將注射器的活塞向外拉

C. d點:v(正)<v(逆)

D. 若在c點將溫度降低,其透光率將增大

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A. 加入NaOH,可增大乙醇的物質(zhì)的量

B. 增大HBr濃度,有利于生成C2H5Br

C. 若反應(yīng)物增大至2 mol,則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變

D. 若起始溫度提高至60℃,可縮短反應(yīng)達到平衡的時間

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【題目】一定條件下,在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2CO(g) C(s)+CO2(g)。

①下列能說明該反應(yīng)達到平衡的是___________。

A.COCO2的濃度之比為11

B.COCO2的物質(zhì)的量之比不再變化

C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化

D.形成amolC=O鍵的同時斷裂amolCO

②向某恒容容器中通入一定量的CO發(fā)生上述反應(yīng),在不同溫度下CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如上圖所示,則該反應(yīng)為________(填放熱吸熱)反應(yīng)。

③向容積可變的某恒壓容器中通入amolCO,T℃時反應(yīng)經(jīng)過10min達平衡,CO的體積分數(shù)為75%。CO的平衡轉(zhuǎn)化率為_______。在容積改變的條件下,反應(yīng)速率可用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量變化來表示,則0-10min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CO2)=__________。

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