【題目】氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一種新型離子交換材料,其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣,F(xiàn)用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。
(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O熱分解的化學(xué)方程式___________________________。
(2)若只通過測定裝置C、D的增重來確定x,則裝置的連接順序?yàn)?/span>________(按氣流方向,用接口字母表示),其中C的作用是________。裝置連接后,首先要進(jìn)行的操作的名稱是________。
(3)加熱前先通N2排盡裝置中的空氣,稱取C、D的初始質(zhì)量后,再持續(xù)通入N2的作用是______________________、_________________等。
(4)完全分解后測得C增重3.65 g、D增重9.90 g,則x=________。若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測定的x值將________(填“偏高”或“偏低”)。
(5)上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成[Mg2Al(OH)6Cl1-2y·(CO3)y·zH2O],該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng)。現(xiàn)以此物質(zhì)為樣品,用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定z,除測定D的增重外,至少還需測定___________。
【答案】 2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O==4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑ aedb 吸收HCl氣體 檢查氣密性 將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收 防止產(chǎn)生倒吸 3 偏低 裝置C的增重及樣品質(zhì)量(樣品質(zhì)量及樣品分解后殘余物質(zhì)量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)量)
【解析】(1)從題目可以知道,[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]在高溫下完全分解為MgO+Al2O3+HCl和水蒸氣,分解產(chǎn)物已經(jīng)確定,配平即可得到化學(xué)方程式。
(2)x是結(jié)晶水的系數(shù),確定x需要測定分解產(chǎn)物中水蒸氣的質(zhì)量及氣體的質(zhì)量,則需先用濃硫酸來吸收尾氣中的水蒸氣,然后NaOH吸收HCl,通過濃硫酸的增重來計(jì)算水蒸氣,再通過NaOH溶液的增重來計(jì)算HCl,且順序不能顛倒,因?yàn)槲矚庀冉?jīng)NaOH溶液會(huì)帶出部分水蒸氣,造成較大誤差,故連接順序?yàn)?/span>aedb;NaOH與酸性氣體HCl發(fā)生反應(yīng),故C的作用是吸收HCl氣體;這個(gè)反應(yīng)有大量氣體生成,實(shí)驗(yàn)前必須檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,故首先要進(jìn)行的操作的名稱是檢查氣密性。
(3)N2不會(huì)與體系的任一物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),故持續(xù)通入N2能把分解的氣體全部帶入裝置C、D,另外,反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體都被吸收,容易造成倒吸,持續(xù)通入能防止產(chǎn)生倒吸。
(4)由化學(xué)方程式可知水蒸氣和HCl氣體的比例關(guān)系為: ,故x=3;若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),溫度過高的水蒸氣會(huì)影響裝置D濃硫酸的吸收,由比例關(guān)系式: 可知,x的值會(huì)偏低。
(5)[Mg2Al(OH)6Cl1-2y·(CO3)y·zH2O]與[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]的高溫分解反應(yīng)類似,但還有無法用上述裝置測量的H2,故除了裝置D的增重,還需測量另外兩個(gè)變化量,如測量樣品質(zhì)量、樣品分解后殘余物質(zhì)量和裝置C的增重,故還需測量裝置C的增重及樣品質(zhì)量(樣品質(zhì)量及樣品分解后殘余物質(zhì)量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)量)。
點(diǎn)睛:實(shí)驗(yàn)的所有的設(shè)計(jì)和操作都是圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行的。測量分解產(chǎn)物的質(zhì)量,就要盡可能減少誤差,所以(3)充入氮?dú)獾哪康氖前焉傻臍怏w全部帶入后面裝置被吸收而減小誤差,且可以防止倒吸。
【題型】實(shí)驗(yàn)題
【結(jié)束】
9
【題目】霧霾天氣頻繁出現(xiàn),嚴(yán)重影響人們的生活和健康。其中首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5,其主要來源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等。因此,對PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請回答下列問題:
(1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。
若測得該試樣所含水溶性無機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表:
離子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
濃度mol/L | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷試樣的pH=_________。
(2)汽車尾氣中NOx和CO的生成:
①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0恒溫,恒容密閉容器中,下列說法中能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是____
A.混合氣體的密度不再變化 B.混合氣體的平均分子量不再變化
C.N2、O2、NO的物質(zhì)的量之比為1∶1∶2 D.氧氣的百分含量不再變化
②汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO,2CO(g)=2C(s)+O2(g),已知該反應(yīng)的△H>0,則該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)______________(填“能”或“不能”)
(3)為減少SO2的排放,常采取的措施有:
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:
H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g) =CO(g)△H =-110.5kJ·mol-1
寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:___________________。
②洗滌含SO2的煙氣。
(4)汽車尾氣凈化的主要原理:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g);△H<0,若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填序號)。(如圖中v正、K、n、w分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù))
車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍?zhǔn)住敝;钚蕴靠商幚泶髿馕廴疚颪O。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設(shè)無雜質(zhì))。一定條件下生成氣體E和F。當(dāng)溫度分別在T1℃和T2℃時(shí),測得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量(n/mol)如下表:
物質(zhì) 溫度/℃ | 活性炭 | NO | E | F |
初始 | 3.000 | 0.10 | 0 | 0 |
T1 | 2.960 | 0.020 | 0.040 | 0.040 |
T2 | 2.975 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
(1)寫出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________;
(2)計(jì)算上述反應(yīng)T1℃時(shí)的平衡常數(shù)K1=__________________;若T1<T2,則該反應(yīng)的△H__________________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)上述反應(yīng)T1℃時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡后再通入0.1molNO氣體,則達(dá)到新化學(xué)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為________;
【答案】 4 D 不能 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.3 kJmol-1 BD C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) 4 < 80%
【解析】(1)根據(jù)表格提供的離子可知,NH4+ 水解導(dǎo)致試樣溶液呈酸性,再根據(jù)電荷守恒可知,c(K+)+c(NH4+ )+c(Na+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(Cl-)+c(NO3-),將表格中的數(shù)據(jù)代入得H+離子濃度為10-4,則PH值為4。
(2)①在恒容密閉容器中,混合氣體的質(zhì)量和體積始終不變,混合氣體的密度也始終不變,密度不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的判據(jù),A項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)是氣體體積不變的可逆反應(yīng),根據(jù)M=質(zhì)量/n,則混合氣體的平均分子量始終不變,不能作為達(dá)到平衡的判據(jù),B項(xiàng)錯(cuò)誤;N2、O2、NO的物質(zhì)的量之比為1∶1∶2不能說明反應(yīng)各物質(zhì)的濃度保持不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氧氣的百分含量不再變化,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)正確;答案選D。
②化學(xué)反應(yīng)2CO(g)=2C(s)+O2(g)是一個(gè)熵減、吸熱的反應(yīng),則△H-T△S>0,所以該設(shè)想不能實(shí)現(xiàn)。
(3)已知:①H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1、②C(s)+1/2O2(g) =CO(g) △H =-110.5kJ·mol-1,利用蓋斯定律,將②-①可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=(-110.51kJmol-1)-(-241.81kJmol-1)=+13l.3 kJmol-1,所以焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.3 kJmol-1 。
(4)可逆反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率不再變化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該物質(zhì)的濃度在化學(xué)平衡時(shí)保持不變,所以K不再變化,B項(xiàng)正確;對于恒容容器而言,各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再改變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡時(shí)NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變,D項(xiàng)正確,答案選BD。
(5)①由表中數(shù)據(jù)可知,C、NO、E、F的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.040:0.080:0.040:0.040 =1:2:1:1,反應(yīng)中C被氧化,結(jié)合原子守恒可知,生成物為N2與CO2,且該反應(yīng)為可逆反應(yīng),則反應(yīng)方程式為C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)。
②從表中數(shù)據(jù)可知T1℃時(shí)的平衡濃度c(NO)=0.004mol/L,c(N2)=c(CO2)=0.008 mol/L,則T1℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1=(0.008×0.008)÷(0.004×0.004)=4;從T1到T2,NO的濃度增大,說明平衡逆向移動(dòng),若T1<T2,升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),則該反應(yīng)的正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),則△H < 0。
③在T1時(shí),K=4,設(shè)NO的轉(zhuǎn)化率為x,根據(jù)三段式解答:
C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)
起始濃度 0.04 0 0
變化濃度 0.04x 0.02x 0.02x
平衡濃度 0.04-0.04x 0.02x 0.02x
K=[0.02x×0.02x]÷[(0.04-0.04x)×(0.04-0.04x)=4,解得x=0.8,即達(dá)到新的平衡時(shí),NO的轉(zhuǎn)化率為80%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】控制適合的條件,將反應(yīng)Fe3++AgFe2++Ag+設(shè)計(jì)成如右圖所示的原電池,(鹽橋裝有瓊脂﹣硝酸鉀溶液;靈敏電流計(jì)的0刻度居中,左右均有刻度)已知,接通后,觀察到電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn).下列判斷正確的是( )
A.在外電路中,電子從石墨電極流向銀電極
B.鹽橋中的K+移向乙燒杯
C.一段時(shí)間后,電流計(jì)指針反向偏轉(zhuǎn),越過0刻度,向左邊偏轉(zhuǎn)
D.電流計(jì)指針居中后,往甲燒杯中加入一定量的鐵粉,電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯酸鉀是常見的氧化劑,用于制造火藥、煙火,工業(yè)上用石灰乳氯化法制備氯酸鉀的流程如下
己知:氯化過程主要發(fā)生反應(yīng)6Ca(OH)2+ 6Cl25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O
下列說法不正確的是
A. 工業(yè)生產(chǎn)氯氣的方法是電解飽和食鹽水
B. 由制備流程可知:KClO3的溶解度大于Ca(ClO3)2的溶解度
C. 向熱的濾液中加入稍過量的氯化鉀,溶解后進(jìn)行冷卻,有大量氯酸鉀晶體析出
D. 氯化過程需要控制較高溫度,其目的是加快反應(yīng)速率和減少Cl2與Ca(OH)2之間的副反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室制乙酸乙酯得主要裝置如圖中A所示,主要步驟①在a試管中按2∶3∶2的體積比配制濃硫酸、乙醇、乙酸的混合物;②按A圖連接裝置,使產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到b試管所盛的飽和碳酸鈉溶液中;③小火加熱a試管中的混合液;④等b試管中收集到約2 mL產(chǎn)物時(shí)停止加熱。撤下b試管并用力振蕩,然后靜置待其中液體分層;⑤分離出純凈的乙酸乙酯。
請回答下列問題:
(1)步驟④中可觀察到b試管中有細(xì)小的氣泡冒出,寫出該反應(yīng)的離子方程式:_________。
(2)分離出乙酸乙酯層后,經(jīng)過洗滌雜質(zhì);為了干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為______。
A.P2O5 B.無水Na2SO4 C.堿石灰 D.NaOH固體
(3)為充分利用反應(yīng)物,該同學(xué)又設(shè)計(jì)了圖中甲、乙兩個(gè)裝置(利用乙裝置時(shí),待反應(yīng)完畢冷卻后,再用飽和碳酸鈉溶液提取燒瓶中的產(chǎn)物)。你認(rèn)為更合理的是_________________。理由是:________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分,有關(guān)說法正確的是( )
A. e的氫化物比d的氫化物穩(wěn)定
B. a、b、e三種元素的原子半徑:e>b>a
C. 六種元素中,c元素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)最活潑
D. c、e、f的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性依次增強(qiáng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某氣態(tài)烴0. 1mol 跟 0..2mol 氯化氫加成,其加成產(chǎn)物又可被0. 8mol 氯氣完全取代, 該烴可能是( )
A. 丙烯 B. 1﹣丁烯 C. 丙炔 D. 2﹣丁炔
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新購買了高錳酸鉀試劑,按分類應(yīng)將它放在( )
藥品柜 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
藥品 | 氧化物 | 鹽 | 酸 | 堿 |
A.甲柜
B.乙柜
C.丙柜
D.丁柜
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)的性質(zhì)與用途有關(guān)聯(lián)的是
選項(xiàng) | 性質(zhì) | 用途 |
A | H2能在O2中燃燒并放出大量的熱 | H2用作潔凈燃料 |
B | 硝酸能與苯發(fā)生取代反應(yīng) | 苯用作溶劑 |
C | 葡萄糖能與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng) | 葡萄糖可用作甜味劑 |
D | 乙酸能與NaOH溶液反應(yīng) | 乙酸可用作調(diào)味劑 |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化肥的合理利用顯示了化學(xué)在促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中的重要作用。下列化肥既屬于氮肥又屬于鉀肥的是
A. 草木灰 B. 尿素 C. 硝酸鉀 D. 氨水
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