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【題目】硫酸鎳是電鍍鎳和化學鍍鎳時使用的主要鎳鹽。以廢鎳催化劑(主要成分為NiCO3和SiO2,還含有少量Fe2O3、Cr2O3)為原料制備硫酸鎳晶體的流程如圖所示:
已知:Ni3+的氧化性比稀HNO3強。
回答下列問題:
(1)已知:Cr3++4OH-= CrO2-+2H2O。“一次堿析”時,需加入過量的NaOH溶液的目的是______________________。
(2)“氨解”的目的為_______________________。
(3)“凈化”“過濾”后得到含有兩種元素的不溶性化合物,該化合物的化學式為________,寫出“氧化”中發(fā)生反應的離子方程式:____________________________________。
(4)從NiSO4溶液中得到硫酸鎳晶體需經(jīng)過“系列操作”為__________,__________,過濾,洗滌,干燥(填操作名稱)。
(5)1844年,科學家發(fā)現(xiàn)金屬鎳可以用NaH2PO2將水溶液中的Ni2+還原出來,NaH2PO2將轉(zhuǎn)化為H3PO3,這一原理現(xiàn)用于化學鍍鎳。寫出化學鍍鎳原理的離子方程式___________。
(6)為測定硫酸鎳晶體(NiSO4·n H2O)的組成,進行如下實驗:稱取2.63g樣品,配成250.00mL溶液,準確量取配制的溶液25.00mL,用0.0400mol/L EDTA(Na2H2Y)標準溶液滴定Ni2+(離子方程式為Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+),消耗EDTA標準溶液25.00mL。則硫酸鎳晶體的化學式為_____________________________。
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【題目】碘是人體必需的生命元素,對人類的生長發(fā)育起著重要作用。碘主要存在于海草(如海帶)、海水和鹽礦中。某小組同學設計如下實驗流程模擬從海草中提取碘。
(1)灼燒海草時,除需要三腳架外,還需要用到的下列儀器有_____(填標號字母)。
A.燒杯 B.坩堝 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精燈 F.干燥管
(2)“氧化” 是關鍵步驟。小組同學設計實驗探究 KI 溶液的氧化反應,實驗記錄如表所示:
序號 | 實驗 | 操作 | 現(xiàn)象 |
Ⅰ | 先加 0.5 mL 0.5 mol/L NaClO 溶液,后滴幾滴淀粉溶液 | 溶液先變?yōu)闇\黃色后溶液變藍 | |
Ⅱ | 先加 0.5 mL 0.5 mol/L KI 溶液后滴幾滴淀粉溶液 | 先溶液保持無色后溶液也不變藍,且 pH=10 |
①實驗Ⅰ中溶液變?yōu)闇\黃色所發(fā)生反應的離子方程式是:_________________ 。
②對比實驗 I 和 II,探究實驗 II 反應后“溶液不變藍”的原因,小組同學提出兩種假設:
假設 1:NaClO 溶液顯堿性,I2 在堿性溶液發(fā)生歧化反應 3I2 +6OH-= IO3-+ 5I-+ 3H2O。
假設 2:NaClO 溶液有強氧化性,可氧化 I2。
(a)NaClO 溶液顯堿性的原因: __________(用離子方程式表示)。
(b)設計實驗 III,證實假設 2 成立,所用裝置如圖所示,甲溶液是___________ ,實驗現(xiàn)象是______________。
③小組同學又設計了如下實驗:
序號 | 實驗 | 操作 | 現(xiàn)象 |
Ⅳ | 敞口試管 | 2 小時后滴加淀粉溶液才出現(xiàn)藍色 | |
Ⅴ | 敞口試管 水浴 70℃ | 20 min 溶液保持無色,冷卻至室溫后滴加淀粉溶液出現(xiàn)藍色 | |
Ⅵ | 密閉試管 水浴 70℃ | 溶液迅速出現(xiàn)黃色,且黃色逐漸加,冷卻至室溫后滴加淀粉溶液出現(xiàn)藍色 |
(a)分析實驗Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ,得出影響氧氣氧化 KI 溶液的反應速率的因素有 ____、_____ 。
(b)試解釋與實驗Ⅵ相比,實驗Ⅴ速率較慢的原因 _____________。
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【題目】一定條件下存在反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H>0;向甲、乙、丙三個恒容容器中加入一定量C和H2O,各容器中溫度、反應物的起始量如表,反應過程中CO的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
容積 | 0.5 L | 0.5 L | V |
溫度 | T1℃ | T2℃ | T1℃ |
起始量 | 2 molC 1 molH2O | 1 molCO 1 molH2 | 4 molC 2 molH2O |
A. 甲容器中,反應在前15 min的平均速率v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1
B. 丙容器的體積V>0.5L
C. 當溫度為T1℃時,反應的平衡常數(shù)K=2.25
D. 乙容器中,若平衡時n(H2O)=0.4 mol,則T1<T2
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【題目】“心得安”是質(zhì)料心臟病的藥物,下面是它的一種合成路線(具體反應條件和部分試劑略):
回答下列問題:
(1)試劑a是____________,試劑b的結(jié)構(gòu)簡式為______________,b中官能團的名稱是_______________。
(2)③的反應類型是____________________。
(3)心得安的分子式為_______________-。
(4)試劑b可由丙烷經(jīng)三步反應合成:
反應1的試劑與條件為_______________,反應2的化學方程式為_______________,反應3的反應類型是_______________。(其他合理答案也可)
(5)芳香化合物D是1-萘(酚)的同分異構(gòu)體,其分子中有兩個官能團,能發(fā)生銀鏡反應,D能被KMnO4酸性溶液氧化成E(C2H4O2)和芳香化合物F(C8H6O4), E和F與碳酸氫鈉溶液反應均能放出CO2氣體,F芳環(huán)上的一硝化產(chǎn)物只有一種。D的結(jié)構(gòu)簡式為_______________ ;由F生成一硝化產(chǎn)物的化學方程式為_______________,該產(chǎn)物的名稱是_______________。
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【題目】2018 年 11 月《Nature Energy》報道了中科院大連化學物理研究所科學家用 Ni-BaH2/Al2O3、Ni-LiH 等作催化劑,實現(xiàn)了在常壓、100~300℃的條件下合成氨。
(1)在元素周期表中,Li、O、H 三種元素的電負性由大到小的順序為___________;Al 原子核外電子空間運動狀態(tài)有 8 種,則該原子處于____(填“基態(tài)”或“激發(fā)態(tài)”)。
(2)氨在糧食生產(chǎn)、國防中有著無可替代的地位,也是重要的化工原料,可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸(NH2CH2COOH)是組成最簡單的氨基酸,熔點為 182℃,沸點為 233℃。
①硝酸溶液中 NO3的空間構(gòu)型為__________ 。
②甘氨酸中 N 原子的雜化類型為 ________,分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)比為_________;其熔點、沸點遠高于相對分子質(zhì)量幾乎相等的丙酸(熔點為-21℃,沸點為 141℃)的主要原因:一是甘氨酸能形成內(nèi)鹽,二是______________。
(3)[Cu(NH3)4]2+在實驗室中制備方法如下:向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水,首先形成藍色沉淀,繼續(xù)添加氨水,沉淀溶解,得到深藍色的透明溶液,請寫出藍色沉淀溶解得到深藍色溶液的離子方程式___________________。
(4)X-射線衍射分析表明,由 Ni 元素形成的化合物 Mg2NiH4 的立方晶胞如圖所示,其面心和頂點均被 Ni 原子占據(jù),所有 Mg 原子的 Ni 配位數(shù)都相等。則 Mg 原子填入由 Ni 原子形成的 ___空隙中(填“正四面體”或“正八面體”),填隙率是____。
(5)已知 Mg2NiH4 晶體的晶胞參數(shù)為 646.5 pm,液氫的密度為0.0708 gcm-3。若以材料中氫的密度與液氫密度之比定義為儲氫材料的儲氫能力,在 Mg2NiH4 的儲氫能力為____________(列出計算式即可)。
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【題目】利用CO和H2在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的反應如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在體積一定的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1:2充入CO和H2,測得平衡混合物中CH3OH的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是
A. 該反應的△H<0,且p1<p2
B. 反應速率:ν逆(狀態(tài)A)>ν逆(狀態(tài)B)
C. 在C點時,CO轉(zhuǎn)化率為75%
D. 在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH3OH,達平衡時CH3OH的體積分數(shù)也不同
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【題目】黨的十九大報告中多次提及“綠色環(huán)保”、“生態(tài)文明”,而 CO2 的有效利用可以緩解溫室效應,解決能源短缺問題。
(1)某研究所的科研人員在新型納米催化劑 Na-Fe3O4 和 HMCM-22 的表面,以 CO2 為碳源,與電解水產(chǎn)生的 H2 催化轉(zhuǎn)化為高附加值的烴類化合物,其過程如圖。
圖中 CO2 轉(zhuǎn)化為 CO 的反應為:CO2(g) + H2(g)=CO(g) + H2O(g) ΔH1 = + 41 kJmol-1。已知:2CO2(g) + 6H2(g)=C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH2=-128 kJmol-1。圖中 CO 轉(zhuǎn)化為 C2H4 的熱化學方程式是__________________ 。
(2)甲醇是未來重要的綠色能源之一,在工業(yè)中常用 CO、H2 合成甲醇,其反應為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 < 0
①為了探究濃度對反應速率的影響,200℃ 時在 10 L 恒容密閉容器中進行實驗,測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
實驗 | 起始濃度/(mol·L-1) | 初始速率/(mol·L-1·min-1) | |
CO | H2 | ||
1 | 0.25 | 0.50 | 0.391 |
2 | 0.25 | 1.00 | 0.781 |
3 | 0.50 | 0.50 | 0.780 |
該反應速率的通式為 v正=k正 cm(CO)cn(H2)(k 正是與溫度有關的速率常數(shù))。由表中數(shù)據(jù)可確定反應速率通式中 m =_______、n =_____(取正整數(shù))。實驗發(fā)現(xiàn),當實驗 1 中 c(H2) = 0.25 molL-1時達到平衡,請計算該反應的平衡常數(shù) K = _____。
②若將一定比例的 CO 和 H2 在裝有催化劑的反應器中反應 12 小時,體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關系如圖所示。
請判斷溫度為 470 K 時,圖中 P 點 _________(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài),490 K 之后,甲醇產(chǎn)率隨溫度升高而減小的可能原因為:_____、 _____。
(3)近年來,有研究人員用 CO2 通過電催化生成多種燃料,其工作原理如圖所示。
①請寫出 Cu 電極上產(chǎn)生 CH3OH 的電極反應式:_____________。
②如果Cu 電極上只生成 0.15 mol C2H4 和 0.30 mol CH3OH,則 Pt 電極上產(chǎn)生O2 的物質(zhì)的量為 ___________mol。
③已知 HCOOH 為一元弱酸,常溫下將 0.1 molL-1 HCOOH 溶液與 0.1 molL-1 NaOH 溶液按體積比 a : b混和(忽略溶液體積的變化),混合后溶液恰好顯中性,則 HCOOH 的電離常數(shù) Ka=_____________(用含 a、b 的代數(shù)式表示)。
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【題目】T0℃時,在2 L的密閉容器中發(fā)生反應:X(g)+Y(g)Z(g)(未配平),各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化的關系如圖a所示。其他條件相同,溫度分別為T1℃、T2℃時發(fā)生反應,X的物質(zhì)的量隨時間變化的關系如圖b所示。下列敘述正確的是( )
圖a圖b
A.該反應的正反應是吸熱反應
B.T1℃時,若該反應的平衡常數(shù)K =50,則T1<T0
C.圖a中反應達到平衡時,Y的轉(zhuǎn)化率為37.5%
D.T0℃,從反應開始到平衡時:v(X)=0.083 mol·L-1·min-1
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【題目】在2 L的恒容容器中,充入1 mol A和3 mol B,并在一定條件下發(fā)生如下反應:A(s)+3B(g)2C(g),若經(jīng)3 s后測得C的濃度為0.6 mol·L-1,下列選項說法正確的組合是( )
①用B表示的反應速率為0.4 mol·L-1·s-1
②3 s時生成C的物質(zhì)的量為1.2 mol
③3 s時B的濃度為0.6 mol·L-1
A. ①②B. ①③
C. ②③D. ①②③
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【題目】鉬酸鈉晶體(Na2MoO42H2O)是白色菱形結(jié)晶體,毒性較低,對環(huán)境污染污染程度低,可作新型水處理劑和金屬腐蝕抑制劑。工業(yè)上利用鉬精礦(主要成分是不溶于水的 MoS2)制備鉬酸鈉的兩種途徑如圖所示。
(1)途徑Ⅰ焙燒過程中,為了提高焙燒效率,除增大空氣量外還可以采用的措施有___; 在該過程的主要反應中,氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為________。
(2)途徑Ⅱ氧化時還有 Na2SO4 生成,則反應的離子方程式為 ____________。
(3)已知途徑Ⅰ的鉬酸鈉溶液中 c(MoO42-)=0.40 molL-1,c(CO32-)=0.10 molL-1。由鉬酸鈉溶液制備鉬酸鈉晶體時,需加入 Ba(OH)2 固體以除去 CO32-。在不損失 MoO42-的情況下,CO32-的最大去除率是 ____________ [已知 Ksp(BaCO3)=1×10-9、Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8,忽略溶液的體積變化]。
(4)途徑Ⅱ中 Na2MoO4 溶液通過結(jié)晶的方法可得到 Na2MoO4 晶體。母液可以循環(huán)利用,但循環(huán)一定次數(shù)后必須對母液進行處理,試解釋原因 _________。
(5)途徑Ⅱ比途徑Ⅰ的優(yōu)點有 ________________(答出兩條)。
(6)鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下,碳素鋼在三種不同介質(zhì)中的腐蝕速率實驗結(jié)果如圖。
①當硫酸的濃度大于 90%時,碳素鋼腐蝕速率幾乎為零,原因是________________。
②若緩釋劑鉬酸鈉-月桂酸肌氨酸總濃度為 300 mgL-1,則緩蝕效果最好時鉬酸鈉(M=206 gmol-1)的物質(zhì)的量濃度為 ________(計算結(jié)果保留 3 位有效數(shù)字)。
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