题目内容
【题目】草酸晶体的组成可表示为H2C2O4·xH2O,某研究性学习小组用下图装置进行“草酸晶体受热分解的部分产物的验证”的实验。请回答下列问题。
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【资料查阅】
①草酸晶体在101 ℃时开始熔化,150 ℃时开始升华,175 ℃时开始分解;
②草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。
(1)按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的部分分解产物,装置B中可观察到有气泡冒出且澄清石灰水变浑浊,由此甲同学判断草酸晶体分解的产物中有CO2。但立即遭到乙同学反对,其反对的理由可能是______________________________________。
(2)丙同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,X应选用________(填化学式)浓溶液,装置D的作用是____________________。
(3)实验过程中涉及如下操作:①点燃装置A处的酒精灯;②熄灭装置A处的酒精灯;③点燃装置E处的酒精灯;④熄灭装置E处的酒精灯。这4步操作由先到后的顺序为____________(填序号)。点燃E处酒精灯前必须要进行的操作是______________。
(4)实验过程中发现装置E中黑色粉末变红色,装置F中有黑色固体生成,经检测装置F中的固体为金属单质,则装置F中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)丁同学用滴定法测定草酸晶体中结晶水的含量,进行了下列操作:
步骤一:用分析天平称取3.15 g纯净的该草酸晶体,配制成250 mL溶液。
步骤二:用移液管移取25.00 mL待测草酸溶液于锥形瓶中,并加入适量硫酸酸化。
步骤三:取0.100 mol·L-1标准酸性KMnO4溶液,进行滴定,三次结果如下表所示:
第一次 | 第二次 | 第三次 | |
待测溶液体积(mL) | 25.00 | 25.00 | 25.00 |
标准溶液体积(mL) | 9.99 | 10.01 | 10.00 |
已知滴定反应的离子方程式为:MnO
+H2C2O4+H+―→Mn2++CO2↑+H2O(未配平)。
①配制草酸溶液的操作步骤依次是:将晶体置于烧杯中,加水溶解,将溶液转移入________,洗涤,定容,摇匀。
②通过计算确定x=________。
【答案】 挥发出的草酸与澄清石灰水反应也产生相同的现象(或因为草酸钙、草酸氢钙都为白色沉淀) NaOH 干燥CO(或除去CO中的水蒸气) ①③④② 检验CO的纯度 PdCl2+H2O+CO===Pd↓+CO2+2HCl 250 mL容量瓶 2
【解析】(1)草酸晶体在101℃时开始熔化,150℃时开始升华,因此加热分解时,挥发出的草酸与澄清石灰水反应也产生白色沉淀;正确答案:挥发出的草酸与澄清石灰水反应也产生相同的现象(或:因为草酸钙、草酸氢钙都为白色沉淀)。
(2)草酸受热分解,可能产生CO和CO2,因此,在验证CO气体之前,先除去CO2,X应选用NaOH溶液, 干燥的CO能够还原氧化铜,因此,必须用浓硫酸干燥CO气体,正确答案:NaOH;干燥CO(或:除去CO中的水蒸气)。
(3)先点燃A处的酒精灯,产生气体,排净装置内空气,然后加热E装置反应发生,反应结束后,先熄灭E处酒精灯,冷却至室温后,在熄灭A处的酒精灯,以防产生倒吸;所以这4步操作由先到后的顺序为①③④②;点燃E处酒精灯前必须要进行的操作是检验CO的纯度;正确答案:①③④②;检验CO的纯度,(体现“验纯”)。
(4)PdCl2与多余的CO反应生成金属Pd,CO被氧化为CO2;化学方程式为PdCl2+H2O+CO=== Pd↓+CO2+2HCl;正确答案:PdCl2+H2O+CO=== Pd↓+CO2+2HCl;
(5)消耗KMnO4溶液的体积为9.99+10.01+10.00=10.00mL,消耗KMnO4的量为0.10×10×10-3=10-3 mol,25 mL草酸溶液消耗KMnO410-3 mol,250 mL草酸溶液消耗KMnO410-2 mol;反应如下:2MnO4—+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,根据反应关系2MnO4—--5H2C2O4,消耗H2C2O4的量为2.5×10-2 mol,3.15g纯净H2C2O4·xH2O的量为2.5×10-2 mol,3.15/(90+18x)= 2.5×10-2, x=2;正确答案:2。
【题目】“绿水青山就是金山银山”,研究NO2、NO、CO、S02等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
(1)已知: ①NO2+CO
CO2+NO该反应的平衡常数为K1(下同),每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为
NO2 | CO | CO2 | NO |
812kJ | 1076kJ | 1490kJ | 632kJ |
②N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H=+179.5kJ/mol K2
③2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol K3
写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式____________________________________,该热化学方程式的平衡常数K=_________(用K1、K2、K3表示)。
(2)在体积可变的恒压(p总)密闭容器中充入1molCO2 与足量的碳,让其发生反应: C(s)+ CO2(g)
2CO(g) △H>0。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。
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①T℃时,在容器中若充入稀有气体,v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“="),平衡______移动(填“正向”“逆向”或“不”。下同);若充入等体积的CO2 和CO,平衡________移动。
②CO体积分数为40%时,CO2 的转化率为_______。
③已知:气体分压(p分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡Kp常数的表达式为__________;925℃时,Kp=______(用含p总的代数式表示)。
(3)直接排放含SO2 的烟气会形成酸雨,危害环境。可用NaOH吸收,所得含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于反应后的溶液中,它们的物质的量分数X(i)与溶液pH的关系如图所示。
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①若是0.1mol/LNaOH 反应后的溶液,测得溶液的pH=8时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________。
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2 溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因_______________________________________________。
【题目】NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g) +5O2(g)
4NO(g) +6H2O(g) △H=―905.0 kJ·molˉ1
反应 II:4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g) +6H2O(g) △H
(1)
化学键 | H—O | O=O | N≡N | N—H |
键能kJ·molˉ1 | 463 | 496 | 942 | 391 |
△H=__________________ 。
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是__________________。
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内
=1时,说明反应已达平衡
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如下图:
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①该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”)。
② 520℃时,4NH3(g)+5O2
4NO(g) +6H2O(g)的平衡常数K=____________________________ (不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
③有利于提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有_______________
A.使用催化剂Pt/Ru
B.使用催化剂Cu/TiO2
C.增大NH3和O2的初始投料比
D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.降低反应温度
(4)采用氨水吸收烟气中的SO2,
①若氨水与SO2恰好完全反应生成正盐,则此时溶液呈_____性(填“酸”或“碱”)常温下弱电解质的电离平衡常数如下:氨水:Kb=1.8×10ˉ5mol·Lˉ1;H2SO3 :Ka1=1.3×10ˉ2mol·Lˉ1,Ka2=6.3×10ˉ8mol·Lˉ1
②上述溶液中通入______气体可使溶液呈中性,(填“SO2”或NH3”)此时溶液离子浓度由大到小的顺序_________________________________。