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高中化学

工业制硝酸经以下一系列反应:

请回答:
(1)写出反应④的化学方程式             ,实验室收集NO的方法是           
(2)对于氮的化合物,下列说法不正确的是(选填序号字母)      
a.氨可用作制冷剂
b.铵态氮肥一般不能与碱性化肥共同使用
c.硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
d.某浓硝酸中含有溶质2mol,标准状况下,该浓硝酸与足量的铜完全反应能生成1mol NO2
(3)已知:H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g)  △H1=-241.8kJ/mol
N2(g)+ 3H2(g)=2NH3(g)  △H2=-92.0kJ/mol
则34g氨气与氧气反应生成N2(g)与H2O(g)时,△H=      kJ/mol。
(4)氨气在微生物的作用下与氧气反应生成HNO2,写出该反应的化学方程式           
(5)氨气是氮肥工业的重要原料,某化肥厂生产铵态氮肥(NH42SO4的部分工艺流程如下:

向装有CaSO4悬浊液的沉淀池中先通氨气,再通CO2的原因(请从溶解度和溶解平衡角度分析)             

  • 题型:未知
  • 难度:未知

减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)===CO(g)  ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为:_________________________。
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的量之比为:n(M)总:n(N)总=    
②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为       
(3)电化学降解NO的原理如图所示,电源正极为    (填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为_________________。

(4)已知25 ℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4,溶度积常数Ksp(CaF2)=1.5×10-10。现向1000 L 1.5×10-2mol/L CaCl2溶液中通入氟化氢气体,当开始出现白色沉淀时,通入的氟化氢为____________ mol(保留3位有效数字)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(14分)铬(Cr)是周期表中VIB族元素,化合价可以是 0 ~+6 的整数价态。回答下列问题:
(1)某铬化合物的化学式为 Na3CrO8,其阴离子结构可表示为,则Cr的化合价为       
(2)在如图装置中,观察到Cu电极上产生大量的无色气泡,Cr电极周围出现天蓝色(Cr2+) ,而后又变成绿色 (Cr3+)。该电池总反应的过程表示为:        ,2Cr2++2H+= 2Cr3++ H2。左侧烧杯溶液中c(Cl)      (填“增大”,“减小”或“不变”)。

(3)已知Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10, Ksp(PbCrO4)= 2.8×10-13, Ksp(Ag2CrO4)= 2.0×10-12。某溶液中含有Ba2+、Pb2+、Ag+,浓度均为0.01 mol/L ,向该溶液中逐滴入 0.01 mol/L Na2CrO4溶液时,三种阳离子产生沉淀的先后顺序为                    
(4)在溶液中存在如下平衡:

则反应的平衡常数K=                  
(5)CrO2-4呈四面体构型,结构为。CrO2-7由两个CrO2-4四面体组成,这两个CrO2-4四面体通过共用一个顶角氧原子彼连,结构为。则由n(n>1)个CrO2-4通过角顶氧原子连续的链式结构的化学式为      
(6)CrO3是H2CrO4的酸酐,受热易分解。把一定量的 CrO3加热至790K时,残留固体的质量为原固体质量 76%。写出 CrO3受热分解化学方程式:                     

  • 题型:未知
  • 难度:未知

水是重要的自然资源,与人类的发展密切相关。
(1)25℃时,水能按下列方式电离:
H2O+H2OH3O+OH  K1=1.0×10-14
OH+H2OH3O+O2  K2=1.0×10-36
水中c(O2) =              mol·L-1(填数值)。
(2)水广泛应用于化学反应。将干燥的碘粉与铝粉混合未见反应,滴加一滴水后升起紫色的碘蒸气,最后得到白色固体。有关该实验的解释合理的是        

A.加水使碘和铝粉形成溶液 B.水作氧化剂
C.碘粉与铝粉反应是放热反应 D.水作催化剂

(3)铁酸铜(CuFe2O4)是很有前景的热化学循环分解水制氢的材料。
ⅰ.某课外小组制备铁酸铜(CuFe2O4)的流程如下:

搅拌Ⅰ所得溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2的物质的量浓度分别为2.6 mol·L-1、 1.3 mol·L-1
①搅拌Ⅰ所得溶液中Fe元素的存在形式有Fe3            (填化学式)。
②搅拌Ⅱ要跟踪操作过程的pH变化。在滴加KOH溶液至pH=4的过程中(假设溶液体积不变),小组同学绘制溶液中c(Fe3)、c(Cu2)随pH变化的曲线如下图,其中正确的是     (用“A”、“B”填空)。
(已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39、Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20

③操作Ⅲ为                   
ⅱ.在热化学循环分解水制氢的过程中,铁酸铜(CuFe2O4)先要煅烧成氧缺位体(CuFe2O4-a),氧缺位值(a)越大,活性越高,制氢越容易。
④氧缺位体与水反应制氢的化学方程式为                      
⑤课外小组将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧,得氧缺位体的质量为原质量的96.6%,则氧缺位值(a)=     

  • 题型:未知
  • 难度:未知

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。
(1)某温度下,Ksp(FeS)=8.1×10-17,FeS饱和溶液中c(H)与c(S2)之间存在关系:
c2(H)·c(S2)=1.0×10-22,为了使溶液里c(Fe2)达到1 mol·L-1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的pH约为________(填字母)。
A.2       B.3      C.4      D.5
(2)氧化铁红颜料跟某些油料混合,可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如下:

①酸溶过程中Fe2O3发生反应的离子方程式为_____________;“滤渣A”主要成分的化学式为_______________。
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3还原为Fe2,而本身被氧化为H2SO4,请完成该反应的离子方程式: FeS2+____Fe3+______===______Fe2+____SO42+______
③氧化过程中,O2、NaOH与Fe2反应的离子方程式为________________________。
④为了确保铁红的质量和纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.8。

沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀pH
2.7
3.8
7.6
9.4
完全沉淀pH
3.2
5.2
9.7
12.4

如果pH过大,可能引起的后果是____________________(几种离子沉淀的pH见上表)。
⑤滤液B可以回收的物质有________(填序号)。
A.Na2SO4    B.Al2(SO43     C.Na2SiO3      D.MgSO4

  • 题型:未知
  • 难度:未知

以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。

回答以下问题:
(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=      mol·L-1
(2)写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:Ksp[Ca3(AsO4)2]=     ,若混合溶液中Al3+、Fe3的浓度均为1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43)的最大是      mol·L-1
(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式                   
(4)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为        
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为                      

  • 题型:未知
  • 难度:未知

Hg是水体污染的重金属元素之一。水溶液中二价汞的主要存在形态与C1-、OH-的浓度关系如图所示[图中的物质或粒子只有Hg(OH)2为难溶物;pCl=-lgc(Cl-)]。下列说法不正确的是

A.可用如下方法除去污水中的Hg2+: FeS(s)+ Hg2+(aq)=HgS(s)+Fe2+(aq)
B.当溶液pCl保持在1,pH在6~8时,汞元素主要以HgCl42-形式存在
C.HgCl2是一种强电解质,其电离方程式是:HgCl2=HgCI++Cl-
D.当溶液pH保持在5,pCl由2改变至6时.可使HgCl2转化为Hg(OH)2
  • 题型:未知
  • 难度:未知

某学生探究AgCl、Ag2S沉淀转化的原因。

步 骤
现  象
Ⅰ.将NaCl与AgNO3溶液混合
产生白色沉淀
Ⅱ.向所得固液混合物中加Na2S溶液
沉淀变为黑色
Ⅲ.滤出黑色沉淀,加入NaCl溶液
较长时间后,沉淀变为乳白色

(1)Ⅰ中的白色沉淀是         
(2)Ⅱ中能说明沉淀变黑的的离子方程式是     ,沉淀转化的主要原因是      
(3)滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀,推测含有AgCl。用浓HNO3溶解,产生红棕色气体,部分沉淀未溶解,过滤得到滤液X和白色沉淀Y。
ⅰ.向X中滴加Ba(NO32溶液,产生白色沉淀
ⅱ.向Y滴加KI溶液,产生黄色沉淀
①由ⅰ判断,滤液X中被检出的离子是      
②由ⅰ、ⅱ可确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀含有AgCl和另一种沉淀______。
(4)该学生通过如下对照实验确认了步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因:在NaCl存在下,氧气将Ⅲ中黑色沉淀氧化。

现 象
B:一段时间后,出现乳白色沉淀
C:一段时间后,无明显变化


①A中产生的气体是_________。
②C中盛放的物质W是_________。
③该同学认为B中产生沉淀的反应如下(请补充完整):
2Ag2S +      +    + 2H2O  4AgCl +   + 4NaOH
④B中NaCl的作用是_______。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

K2CO3有广泛的用途。
(1)钾肥草木灰中含有K2CO3、K2SO4、KCl等。将草木灰用水浸取,过滤、蒸发得浓缩液。
①该浓缩液呈碱性的原因用离子方程式表示为      
②检验该浓缩液中Cl所用的试剂有        

A.AgNO3溶液
B.硝酸
C.盐酸
D.Ba(NO3)2溶液

E.BaCl2溶液
(2)工业上曾利用如下反应生产碳酸钾:K2SO4 + C + CaCO3 → K2CO3+ X+ CO2↑(未配平)
已知X为两种元素组成的化合物,则X的化学式为          ;反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为        
(3)离子膜电解-炭化法是目前生产碳酸钾的常用的方法。
第一步:精制KCl溶液
粗KCl中含有Ca2+、Mg2+等离子,按以下流程精制:

已知:加入K2CO3后,溶液中部分Mg2+转化为MgCO3沉淀。
Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(MgCO3)=6.8×10-6
①操作Ⅰ的名称是         
②当加入KOH后,溶液中n(CO32)增大,主要原因是    
第二步:电解精制后的KCl溶液制取KOH,其它产物制取盐酸。
第三步:将KOH与CO2反应转化为KHCO3,再将KHCO3分解得到产品。
③离子膜电解-炭化法的整个过程中,可以循环利用的物质有    

  • 题型:未知
  • 难度:未知

铁是目前人类使用量最大的金属,它能形成多种化合物。
(1)取5.6 g的生铁与足量的稀硫酸混合反应,无论怎样进行实验,最终收集了的气体体积均小于2.24 L(标准状况),最主要的原因是__________________________,所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色,试用离子方程式解释这一变化的原因______________________________________。
(2)硫化亚铁常用于工业废水的处理。已知:25℃时,溶度积常数Ksp(FeS)=6.3×10-18、Ksp(CdS)= 3.6×10-29。请写出用硫化亚铁处理含Cd2+的工业废水的离子方程式__________________________。
(3)ZnFe2O3.5是一种新型纳米材料,可将工业废气中的某些元素转化为游离态,制取纳米ZnFe2O3.5和用于除去废气的转化关系为:ZnFe2O4ZnFe2O3.5
上述转化反应中消耗的n(ZnFe2O4)︰n(H2)=_______。请写出 ZnFe2O3.5与NO2反应的化学方程式_______________________________。
(4)LiFePO4(难溶于水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一。
①以FePO4(难溶于水)、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4,该反应的化学方程式为2FePO4+Li2CO3+2C=2LiFePO4+3CO↑。则1molC参与反应时转移的电子数为_______________。
②磷酸铁锂动力电池有几种类型,其中一种(中间是锂离子聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开)工作原理为FePO4+LiLiFePO4。则充电时阳极上的电极反应式为______________________________。
(5)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,此温度下若在实验室中配制5 mol/L 100 mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入_______ml、2 mol/L的盐酸(忽略加入盐酸体积)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

在工农业生产和科学研究中,许多重要的化学反应需要在水溶液中进行,试分析并回答以下问题:
(1)向体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1盐酸和醋酸溶液中分别滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液。随加入的NaOH溶液体积的增加,溶液pH的变化如下图所示:

①用NaOH溶液滴定醋酸溶液的曲线是__________________(填“I”或“Ⅱ”);
②实验前,上述三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是______________溶液(填化学式);
③图中V1和V2大小的比较:V1_____V2(填“>”、“<”或“=”);
④图I中M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是:
______>______>______>________(用离子的物质的量浓度符号填空)。
(2)为了研究沉淀溶解平衡,某同学查阅资料并设计了如下实验(相关数据测定温度及实验环境均为25℃):

资料:AgSCN是白色沉淀;Ksp(AgSCN)=1.0×10-12;Ksp(AgI)=8.5×10-17
①步骤2中溶液变红色,说明溶液中存在SCN-,该离子经过步骤1中的反应,在溶液中仍然存在,原因是:_____________(用必要的文字和方程式说明);
②该同学根据步骤3中现象a推知,加入的AgNO3与步骤2所得溶液发生了反应,则现象a为________(至少答出两条明显现象);
③写出步骤4中沉淀转化反应平衡常数的表达式:K=______________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(1) 氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法,可进行连续生产。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)         △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)    △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)       △H=-483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式_____________________________。
(2) 恒容密闭容器中进行的合成氨反应,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:

t/K
298
398
498

K
4.1×106
K1
K2

①写出合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数表达式:__________________________
②上表中K1_______K2(填“>”、“=”或“<”)。
(3) 如果向氨合成塔中充入10molN2和40molH2进行氨的合成,图A和图B为一定温度下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系图。

①下列说法正确的是__________(填序号)。
A.图中曲线表明增大体系压强(p),有利于提高氨气在混合气体中体积分数
B.如果图B中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是b
C.工业上采用500℃温度可有效提高反应速率和氮气的转化率
D.当 2v(H2) =3v(NH3)时,反应达到平衡状态
E.容器内混合气体密度保持不变时,反应达到平衡状态
②图A中氨气的体积分数为15%时,N2的转化率为            
(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨,其实验装置如图C,则正极的电极反应式        
(5)25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp[MgF2]=7.42×10-11。下列说法正确的是( )。
A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液中c(OH)大于饱和MgF2溶液中c(F
B.25 ℃时,某饱和Mg(OH)2溶液中c(Mg2)=0.056 1 mol·L-1,则溶液的pH=9
C.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,溶液变澄清,Ksp[Mg(OH)2]增大
D.25 ℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2可能转化为MgF2

  • 题型:未知
  • 难度:未知

以天然气为原料合成氨是当下主流合成氨方式,其过程简示如下:

(1)甲烷脱硫的主要目的是                                                 
(2)甲烷一次转化发生反应:CH4(g)+H2O(g)  CO(g)+3H2(g)  
在20L的密闭容器中充入CH4(g)、H2O(g)各1mol,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。压强P1  (选填>、<、=)P2;若3min后在150℃、压强为P2时达到平衡,平均反应速率v(H2)=           

(3)传统的化学脱碳法是用热碳酸钾溶液洗气,用什么方法可以使洗气后的碳酸钾溶液再生以循环使用?                                                          
铜洗能较彻底脱碳脱硫。醋酸亚铜溶于过量氨水形成的铜洗液,可吸收H2S、O2、CO、CO2等,该铜洗液吸收CO2的化学方程式:                                   
(4)n(N2) :n(H2)="1" : 3原料气进入合成塔,控制反应条件之外采取什么措施提高原料气利用率?                                                                   
(5)NaCl、NaBr、NaI混合溶液中滴入AgNO3溶液至c(Ag+)="0.07" mol·L-1,溶液中浓度比
c(Cl-):c(Br-):c(I-) =             :1。

 
AgCl
AgBr
AgI
Ksp
2×10-10
5×10-13
1×10-16

 

  • 题型:未知
  • 难度:未知

重铬酸钾(K2Cr2O7)俗称红矾钾,是工业生产和实验室的重要氧化剂。已知K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。回答下列问题(残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,该离子视为沉淀完全):
(1)重铬酸钾试剂标签上应标注      。(填字母编号)

(2)加热时,重铬酸钾与浓盐酸反应,使氯离子氧化逸出,请写出该反应的离子方程式:      
(3)已知AgCl、Ag2CrO4(砖红色)的Ksp分别为2×10-10和1.12×10-12。分析化学中,测定含氯的中性溶液中Cl-的含量,以K2CrO4作指示剂,用AgNO3溶液滴定。滴定过程中首先析出沉淀   ,达到滴定终点的实验现象为:          。该沉淀滴定需要注意两个问题:①指示剂的用量,滴定终点时,溶液中的CrO42-浓度为    mol·L-1时合适;②控制溶液的酸度,pH在6.5-10.5之间,请结合反应方程式分析,为什么pH<6.5实验结果将不准确:   
(4)人体内铬元素的含量过高,会引起急性中毒,甚至致癌。工业上可采用铁作阳极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解的进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀,从而使废水中铬含量低于排放标准。下表是常温下金属氢氧化物的Ksp和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度)[Cr(OH)3是一种两性氢氧化物]。

金属离子
Ksp
pH(10-1 mol·L-1
pH(10-5 mol·L-1
Fe3+
4.0×10-38
2.7
3.7
Cr3+
6.0×10-31
4.3
5.6

①阴极的电极反应式为       ;Cr2O72-转化为Cr3 +的离子方程式为        ,电路中每转移6 mol电子,最多有      mol Cr2O72-被还原。
②pH对废水中Cr2O72-去除效率的影响情况如图所示。电解过程中对降低废水中的铬含量最有利的pH范围为    

  • 题型:未知
  • 难度:未知

碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:
(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加 M n O 2 H 2 S O 4 ,即可得到 I 2 ,该反应的还原产物为
(2)上述浓缩液中含有 I - C l - 等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加 A g N O 3 溶液,当 A g C l 开始沉淀时,溶液中 c ( I - ) c ( C l - ) 为:,已知 K s p ( A g C l ) =1.8×10-10 K s p ( A g I ) =8.5×10-17
(3)已知反应 2 H I ( g ) = H 2 ( g ) + I 2 ( g ) H = + 11 K J / m o l ,1 m o l H 2 ( g ) 、1 m o l I 2 ( g ) 分子中化学键断裂时分别需要吸收436 K J 、151 K J 的能量,则1 m o l H I ( g ) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为 K J
(4) B o d e n s t e i n s 研究了下列反应: 2 H I ( g ) H 2 ( g ) + I 2 ( g )

在716 K 时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x ( H I ) 与反应时间 t 的关系如下表:

t / m i n 0
20
40
60
80
120
x ( H I ) 1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x ( H I ) 0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784

①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:
②上述反应中,正反应速率为 V = K · x 2 ( H I ) ,逆反应速率为 V = K · x ( H 2 ) · x ( I 2 ) ,其中 K K 为速率常数,则 K (以 K K 表示)。若 K = 0.0027 m i n - 1 ,在 t =40 m i n 时, V = m i n - 1

③由上述实验数据计算得到 V ~ x ( H I ) V ~ x ( H 2 ) 的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为(填字母)

来源:2015年全国普通高等学校招生统一考试化学
  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学探究沉淀溶解试题