1.氮化鋁(AlN)是一種綜合性能優良的陶瓷材料,能緩慢水解,不耐酸堿腐蝕。某小組探究在實驗室制備AlN并測定産品純度,設計實驗如下。請回答:
Ⅰ.制備AlN
(1)實驗時,以空氣為原料制備AlN。按氣流由左向右的方向,上述裝置的正确連接順序為j→________→i(填儀器接口字母編号)。
(2)上述裝置中,需要檢漏的儀器名稱為________。
(3)試劑X的作用為________。
(4)裝置D中發生反應的化學方程式為________。
Ⅱ.測定産品純度
(5)設計實驗證明:裝置D的産品中含有Al單質________。
(6)測定産品純度:取裝置D中産品4.37g,加入足量NaOH濃溶液;通入水蒸氣,将生成的氣體全部蒸出,用V1mLc1mol·L-1的鹽酸吸收;以酚酞作指示劑,用c2mol·L-1的NaOH标準溶液滴定過量的鹽酸,達到滴定終點時,消耗V2mLNaOH标準溶液。則:
①達到滴定終點的現象為________。
②産品中A1N的質量分數為________(列出計算式即可)。
【答案】⑴ f e d c a b(或b a)g h(或h g)
⑵ 分液漏鬥
⑶ 吸收空氣中的水蒸氣,避免其與還原鐵粉反應幹擾實驗
⑷ 2Al+N2
2AlN
⑸ 取D中少量産品于試管中,加入足量稀硫酸,有無色、無味的可燃性氣體生成,則産品中含有Al單質
⑹ 滴入最後一滴NaOH标準溶液時,溶液從無色恰好變為淺紅色,且半分鐘不變色
【題型】填空題
【難度】一般
2.硫及其化合物對人類的生産和生活有着重要的作用。
(1)重晶石(BaSO4)高溫煅燒可發生一系列反應,其中部分反應如下:
BaSO4 (s)+4C(s) = BaS(s)+4CO (g) ΔH=+571.2 kJ·mol-1
BaS(s) = Ba(s)+S(s) ΔH=+460 kJ·mol-1
已知:O2(g)+2C(s)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,寫出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的熱化學方程式__________________________________________________________________。
(2)一定條件下,通過下列反應可實現燃煤煙氣中硫的回收:2CO(g) SO2(g)
2CO2(g) S(l) △H<0。若向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2,反應在不同條件下進行上述反應,反應體系總壓強随時間的變化如圖所示
①與實驗a相比,c組改變的實驗條件可能是____________________,
判斷的依據是______________________________________________________________。
②用P0表示開始時總壓強,P表示平衡時總壓強,用α表示SO2的平衡轉化率,則α的表達式為______________________________________。
(3)二氧化硫在一定條件下還可以發生如下反應:
SO2 (g) NO2 (g)
SO3 (g) NO (g) ΔH=-42 kJ·mol-1。
在1 L 恒容密閉容器中充入SO2(g) 和NO2 (g),所得實驗數據如下:
①實驗甲中,若2 min 時測得放出的熱量是4.2 kJ,則0~2 min時間内,用SO2 (g)表示的平均反應速率υ(SO2)=_____________________,該溫度下的平衡常數為_________________。
②實驗丙中,達到平衡時,NO2的轉化率為_______________。
③由表中數據可推知,T1_____T2(填">""<"或"="),判斷的理由是
______________________________________________________________________________。
【答案】 ⑴ Ba(s)+S(s)+2O2(g) = BaSO4(s) ΔH=-1473.2kJ•mol-1
⑵ ① 升高溫度 實驗c與a相比,反應速率快,平衡向逆反應方向移動(其他合理答案也給分) ②
⑶ ① 0.05 mol·L-1·min-1 2.613 ② 40%
③ < T1時,該反應的平衡常數K1=2.613,T2時,該反應的平衡常數K2=1,該反應正反應為放熱反應,所以T1<T2。(其他合理答案也給分)
【解析】試題分析: (1)根據蓋斯定律書寫O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的熱化學方程式; (2)同體積、同物質的量,溫度越高壓強越大,實驗c,反應速率快;根據同溫、同體積,壓強與物質的量成正比分析;(3) ①根據2 min 時放出的熱量是4.2 kJ,可計算消耗SO2的物質的量;根據表格數據,利用三段式計算平衡常數;②乙、丙溫度相同,根據平衡常數相同計算丙中NO2的轉化率為;根據甲、乙的平衡常數判斷T1、T2的大小;
解析:①BaSO4 (s)+4C(s) = BaS(s)+4CO (g) ΔH=+571.2 kJ·mol-1
②BaS(s) = Ba(s)+S(s) ΔH=+460 kJ·mol-1
③O2(g)+2C(s)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,根據蓋斯定律,③×2-①-②得 O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的熱化學方程式Ba(s)+S(s)+2O2(g) = BaSO4(s) ΔH=-1473.2kJ•mol-1
;(2)同體積、同物質的量,溫度越高壓強越大,根據圖示,實驗c,反應速率快,平衡向逆反應方向移動;所以c改變的條件是升高溫度; ;
【題
型】填空題
【難度】一般
3.以硼鎂泥(主要成分為MgSiO3、Fe2O3及少量Al2O3、FeO
和MnO)為原料制備高純Mg(OH)2的流程如下:
己知:
①常溫下此體系中各氫氧化物開始沉澱與沉澱完全時的pH範圍如下表所示:
②溫度高于340℃時Mg(OH)2開始分解為MgO和H2O。
(1)"浸取"時,為提高鎂的浸取率可行的措施為__________。
a.将硼鎂泥制成漿料 b.降低浸取溫度 c.用鹽酸多次浸取
(2)"浸取"時,MgSiO3與鹽酸反應的化學方程式為_________________________。
(3)"除鐵、鋁"時,
需調節溶液pH範圍為_________________________。
(4"除Mn2 "時發生反應的離子方程式為_________________________;
過濾3所得濾渣中含有MnO(OH)2和__________。
(5) "沉鎂"時,反應溫度與Mg(OH)2的産率如圖所示,當溫度超過60℃,随溫度再升高,Mg(OH)2産率反而降低,其原因可能是________________。
【答案】⑴ ac
⑵MgSiO3 2HCl (n-l)H2O=MgCl2 SiO2·nH2O
⑶ 4.7<pH<7.1
⑷ Mn2 H2O2 2OH-=MnO(OH
)2↓ H2O Mg(OH)2
⑸ 氨水揮發加劇,導緻溶液中氨水濃度降低。
【題型】填空題
【難度】一般
4. 鐵、鋁、銅都是日常生活中常見的金屬,它們的單質及其化合物在科學研究和工農業生産中具有廣泛用途。請回答以下問題:
(1)超細銅粉可用作導電材料、催化劑等,其制備方法如下:
①銅元素位于周期表_________區;Cu 的基态價電子排布圖_________;NH4CuSO3中N、S、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為_________(元素符号表示)。
②SO42-中心原子的雜化方式為_________,SO32-的價層電子互斥模型為_________。
(2)請寫出向Cu(NH3)4SO4水溶液中通入SO2時發生反應的離子方程式_________。
(3)某學生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成藍色沉澱,繼續加入過量氨水沉澱溶解,得到深藍色透明溶液,最後向該溶液中加入一定量乙醇,析出SO4·H2O晶體。
①下列說法正确的是_________。
a.因NH3和H2O都為極性分子,且它們還存在分子内氫鍵,所以
氨氣極易溶于水
b.NH3分子和H2O分子,分子空間構型不同,氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角
c.Cu(NH3)4SO4所含有的化學鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵
d.Cu(NH3)4SO4組成元素中電負性最大的是氮元素
②請解釋加入乙醇後析出晶體的原因_________。
(4)右圖所示為金屬銅的一個晶胞,此晶胞立方體的邊長為a pm,Cu的相對原
子質量為64,金屬銅的密度為ρ g/cm3,則晶胞中銅原子的配位數為_________,用含有a、ρ的代數式表示的阿伏加德羅常數為:_________ mol-1。
【答案】 ⑴ ① ds
N>O>S(順序對給分)② sp3 四面體形
⑵ 2Cu(NH3)42 +3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4 +SO42-
⑶① c ②一水合硫酸四氨合銅在乙醇中溶解度較小
⑷ 12
【題型】填空題
【難度】一般
5. 維拉佐酮是臨床上使用廣泛的抗抑郁藥,其關鍵中間體G的合成路線如下:
已知:
請回答下列問題:
(1)C中含氧官能團的名稱_________。(任寫兩種)
(2)反應④的反應類型是:_________,G的分子式為:_________。
(3)下列有關說法錯誤的是_________。
a.B遇FeCl3溶液顯紫色且能發生銀鏡反應
b.A、B兩種物質不可用核磁共振氫譜或紅外光譜區别
c.C能發生取代、加成、氧化、還原反應
d.1 mol D能與2 mol NaOH反應
(4)反應②的化學方程式:_________;反應②加入K2CO3的作用是_________
。
(5)寫出同時滿足下列條件B的一種同分異構體的結構簡式:_________。
①能發生銀鏡反應
②能發生水解反應,其水解産物之一能與FeCl3溶液發生顯色反應
③核磁共振氫譜有三組峰
(6)已知:
請以甲苯、乙醇等為原料制備
,寫出相應的合成路線流程圖(無機試劑任用,合成路線流程圖示例見題幹)______
【答案】 ⑴ 硝基、醚鍵、酯基、醛基(任寫兩種)
⑵ 還原反應 C13H15N3O2
⑶ bd
⑷
弱堿性下K2CO3可與生成的HCl反應,使反應②更多的向正反應方向移動
⑸
⑹
(3)a.
中含有酚羟基和醛其,遇FeCl3溶液顯紫色且能發生銀鏡反應,故a正确;b.
中含有3種等效氫,而
中有5種等效氫,兩物質含有的官能團也不完全相同,可用核磁共振氫譜或紅外光譜區别兩物質,故b錯誤;c.
中存在硝基、醚鍵、酯基、醛基能發生取代、加成、氧化、還原反應,故c正确;d.1 mol
要NaOH溶解中發生酯的水解,隻消耗1 mol NaOH,故d錯誤;答案為bd;
(4)反應②發生反應的化學方程式為
;反應②加入K2CO3的目的是利用弱堿性條件下K2CO3可與生成的HCl反應,使反應②更多的向正反應方向移動;
【題型】填空題
【難度】一般
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