【題目】以鋁土礦(主要成分為Al2O3)為原料,用真空氯化亞鋁(AlCl)歧化法,無需進行分離提純,直接制備金屬Al。其反應過程主要由兩步組成,如下圖:
(1)已知:
Al2O3 (s) + 3C (s) 2Al (l) + 3CO (g) ΔH=+1346 kJ·mol 1
3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH=140 kJ·mol 1
①第一步反應的熱化學方程式是______。
②第二步AlCl分解反應的化學平衡常數K隨溫度升高而______(填“增大”、“不
變”或“減小”)。
(2)第一步是可逆反應,選擇在接近真空條件下進行,其原因是______。
(3)第二步反應制備的Al中含有少量C,可能的原因是______(不考慮未反應的C,寫出1種即可)。
(4)如圖為真空AlCl歧化法制備Al的實驗裝置示意圖,控制AlCl3的凝華裝置、Al的生成裝置和AlCl的制備裝置的溫度分別為T1、T2、T3,其由高到低的順序是______。
(5)制備Al的整個過程中可循環(huán)利用的物質是______。
【答案】 Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g) ΔH=+1486 kJ·mol 1
減小 第一步反應是氣體分子數增加的反應降低壓強,利于生成AlCl CO與Al或AlCl反應生成Al2O3和C CO在Al或AlCl作用下生成CO2和C T3> T2> T1 AlCl3
【解析】(1)已知: ①Al2O3 (s) + 3C (s) 2Al (l) + 3CO (g) ΔH1=+1346 kJ·mol 1
①3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH2=140 kJ·mol 1
①第一步反應為Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g),根據蓋斯定律,由①-②得反應Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g) ΔH=+1346 kJ·mol 1-(140 kJ·mol 1)=+1486 kJ·mol 1;②第二步AlCl分解反應3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH2=140 kJ·mol 1為放熱反應,升高溫度,化學平衡逆向移動,故化學平衡常數K隨溫度升高而減小;(2)第一步是可逆反應,選擇在接近真空條件下進行,其原因是第一步反應是氣體分子數增加的反應降低壓強,利于生成AlCl;(3)第二步反應制備的Al中含有少量C,可能的原因是CO與Al或AlCl反應生成Al2O3和C;(4)如圖為真空AlCl歧化法制備Al的實驗裝置示意圖,控制AlCl3的凝華裝置必須在較低溫、Al的生成裝置和AlCl的制備(升華必須在較高溫度)裝置的溫度分別為T1、T2、T3,其由高到低的順序是T3> T2> T1;(5)AlCl3的凝華和作為反應物,故制備Al的整個過程中可循環(huán)利用的物質是AlCl3。
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【題目】某同學利用生活中或實驗室中常用的物品,根據氧化還原反應知識和電化學知識,自己動手設計了一個原電池。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>
(1)實驗原理:Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)實驗用品:電極(________、________)、稀硫酸、________、________、耳機(或者電流表)(填寫所缺的實驗用品)。
(3)實驗裝置如圖。
(4)原電池設計及注意的問題:
①按如圖所示裝置連接好實驗儀器,注意觀察(耳朵聽)耳機是否有聲音發(fā)出,如果沒有,可將原電池的兩個電極中的一極接觸耳機插頭上的一極(注意:接觸的同時耳機的另一個極是連接在原電池的另一個電極上的),這時可以聽見耳機發(fā)生“嚓嚓嚓……”的聲音。其原因是在原電池中,由化學能轉化為________,在耳機中又由________轉化為聲音這種能量;
②如果將裝置中的耳機改為電流表,則鐵釘應該接電流表的______極,電極反應式為____,發(fā)生了______反應;
③銅釘應該接電流表的__________極,電極反應式為____________________________,發(fā)生了________反應。
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【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是重要的含硫化合物,常用作分析滴定劑。某化學興趣小組進行了以下有關實驗。
實驗一: 硫代硫酸鈉的制備
硫化堿法是工業(yè)上制備Na2S2O3的方法之一,反應原理為:
Na2S+Na2CO3+SO2→Na2S2O3+CO2(未配平)
利用如圖所示裝置可以制取硫代硫酸鈉;卮鹣铝袉栴}:
(1) 儀器a的名稱為_________。
(2)裝置C的作用有________、觀察SO2的生成速率。若觀察到SO2的生成速率過快,應進行的操作是______________。
(3) 為提高Na2S2O3純度,應使裝置D中Na2S和Na2CO3恰好完全反應,則裝置D 中Na2S 和Na2CO3物質的量之比為___________。
(4)制得Na2S2O3后,關閉K2和儀器a的活塞,打開K1。裝置A 的作用是_______。
(5)待D 中溶液冷卻后,經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可獲得硫代硫酸鈉晶體,所得晶體中可能含有Na2CO3、Na2S、Na2SO4等雜質。用實驗證明產品中存在Na2SO4。完成下列表格:
實驗 | 結論 |
取少量產品于試管中,加適量水溶解,加入足量_____,振蕩、靜置,取上層清液,滴加____溶液,產生白色沉淀。 | 產品中存在Na2SO4 |
實驗二: 用硫代硫酸鈉溶液測定KI 溶液濃度
①取待測KI 溶液100mL,通入Cl2將I-氧化為IO3-,除去多余Cl2。
②再向溶液中加入足量KI,將IO3-還原為I2。該過程中發(fā)生反應的離子方程式為_______。
③用移液管取25.00mL步驟②后的溶液于錐形瓶中,加入幾滴______溶液作指示劑,用0.01mol/L的硫代硫酸鈉標準溶液滴定(2S2O32-+I2=S4O62-+2I-),至滴定終點共消耗標準液24.00mL,待測KI 溶液的物質的量濃度為______mol/L。若實驗中未用硫代硫酸鈉標準液潤洗滴定管,對測定結果造成的影響是__________。
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【題目】關于下列各圖的分析或敘述,正確的是( 。 A.
此圖表示H2與O2發(fā)生反應過程中的能量變化,則H2的燃燒熱為241.8 kJmol﹣1
B.
此圖表示恒溫恒容條件下,反應:2NO2(g)═N2O4(g)中,各物質的濃度與其消耗速率之間的關系,其中交點A對應的狀態(tài)為化學平衡狀態(tài)
C.
此圖表示A、B兩物質的溶解度隨溫度變化的情況,若將tl℃時A、B的飽和溶液分別升溫至t2℃,則溶質的質量分數B>A
D.
此圖表示常溫下,稀釋H
A.HB兩種酸的稀溶液時,溶液pH隨加水量的變化,則NaA溶液的pH小于同濃度的NaB溶液的pH
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【題目】根據元素周期表和周期律分析下面的推斷,其中錯誤的是( )
A. 氫氟酸的酸性強于鹽酸 B. 氫氧化鋇的堿性強于氫氧化鈣
C. 硅酸的酸性強于氫氧化鋁 D. 砹化氫不穩(wěn)定.
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【題目】某種烴的衍生物分子式為C2H6O,下面是探討其分子結構的過程,請回答相關問題:
(1)按價鍵理論,寫出C2H6O可能有的結構式(用A、B、C……標明序號)_________________;
(2)取一定量的C2H6O與足量的金屬鉀反應,收集產生的氣體,當完全反應時,C2H6O與產生的氣體物質的量之比為2∶1。
①產生的氣體能燃燒,火焰呈淡藍色,燃燒產物通入無水硫酸銅,固體變藍色;通入澄清石灰水,不變渾濁,則C2H6O與鉀反應產生的氣體是______________________________;
②據實驗數據,可確定C2H6O的結構式為(寫自編號)________,推斷過程是_______________________________。
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【題目】海帶中含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘,某研究性學習小組設計并進行了以下實驗:
請?zhí)顚懴铝锌瞻?
(1)步驟①灼燒海帶時,除需要三腳架外,還需要用到的實驗儀器是_________(從下列儀器中選出所需的儀器,用標號字母填寫空白處)。
A.燒杯
B.坩堝
C.表面皿
D.泥三角
E.酒精燈
F.干燥器
(2)步驟③的實驗操作名稱是 ;步驟⑥的目的是從含碘的苯溶液中分離出單質碘和回收苯,該步驟的實驗操作名稱是 。
(3)步驟④反應的離子方程式是 。
(4)步驟⑤中,某學生選擇用苯來提取碘的理由是 。
(5)請設計一種檢驗提取碘后的水溶液中是否還含有單質碘的簡單方法: 。
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【題目】一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴的混合物9g,其密度是相同條件下氫氣密度的11.25倍,當混合氣體通過足量溴水時,溴水增重4.2g,則這兩種氣態(tài)烴是( 。
A.甲烷和乙烯
B.乙烷和乙烯
C.甲烷和丙烯
D.甲烷和丁烯
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