可氧化铜生成硫酸铜,过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl,发生
2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+,得到的CuCl经硫酸酸洗后再用乙醇洗涤,烘干得到氯化亚铜,以此解答该题。
本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握制备流程中发生的反应、混合物分离提纯、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识与实验的结合,题目难度不大。 27. 【解析】
解:A用于制取氯气,浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有HCl,HCl极易溶于饱和食盐水且饱和食盐水能抑制氯气溶解,C中盛放Bi(OH)3与NaOH混合物,与Cl2反应生成NaBiO3,氯气有毒不能直接排空,但是能和NaOH反应而消除完污染,所以D装置是尾气处理;
(1)浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有HCl,HCl极易溶于水,但是氯气不易溶于饱和氯化钠溶液,所以用饱和食盐水除去杂质HCl, 故答案为:饱和食盐水;
(2)NaBiO3 是为数不多的钠盐沉淀之一,由Bi(OH)3与NaOH混合物,与Cl2发生反应的离子方程式是: Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3↓+2Cl-+3H2O,
故答案为:Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3↓+2Cl-+3H2O;
(3)C中原来盛放Bi(OH)3与是白色难溶于水固体,生成物为不溶于冷水的,浅黄色的NaBiO3, 故答案为:C中白色固体消失,黄色不再加深;
(4)氯气有毒不能直接排空,但是能和NaOH反应而消除完污染,所以要让A中NaOH溶液滴下来,吸收氯气,
故答案为:关闭K1、K3,打开K2;
(5)想要获得纯净NaBiO3,首先要将让其结晶析出,然后沉淀过滤出来,再进行洗涤、干燥才可以得到纯净的NaBiO3,
故答案为:在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(6)①紫红色为MnO4-,证明待测液中存在的Mn2+被硫酸酸化铋酸钠氧化,离子方程式为:5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O,
故答案为:5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O;
②据题意可知:较浓的MnSO4溶液中,说明MnSO4溶液过量,结果没有紫红色出现,是MnO4-被过量的MnSO4溶液又还原为黑色固体(MnO2),
离子方程式为:3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+;
(7)由5NaBiO3+2Mn2++14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O、MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知, 设该产品的纯度为x,
5NaBiO3~2MnO4 -~5H2C2O4,
5×280g 5mol
wg×x VL×10-3×cmo1?L-1
A用于制取氯气,浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有HCl,HCl极易溶于饱和食盐水且饱和食盐水能抑制氯气溶解,C中盛放Bi(OH)3与NaOH混合物,与Cl2反应生成NaBiO3,氯气有毒不能直接排空,但是能和NaOH反应而消除完污染,所以D装置是尾气处理;
(1)浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有HCl,HCl极易溶于水,但是氯气不易溶于饱和氯化钠溶液; (2)制得NaBiO3的反应是Bi(OH)3与NaOH混合物,与Cl2发生反应生成+5价铋的沉淀NaBiO3; (3)C中原来盛放Bi(OH)3与是白色难溶于水固体,生成物为不溶于冷水的,浅黄色的NaBiO3; (4)氯气有毒不能直接排空,但是能和NaOH反应而消除完污染;
(5)想要获得纯净NaBiO3,首先要将让其结晶析出,然后沉淀过滤出来,再进行洗涤、干燥才可以得到纯
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净的NaBiO3;
(6)①紫红色为MnO4-,证明待测液中存在的Mn2+被硫酸酸化铋酸钠氧化,据此书写离子方程式;
②据题意可知:较浓的MnSO4溶液中,说明MnSO4溶液过量,结果没有紫红色出现,是MnO4-被过量的MnSO4溶液又还原为黑色固体(MnO2);
(7)依据化学反应的定量关系5NaBiO3~2MnO4 -~5H2C2O4计算质量分数。
本题考查了物质分离提纯的方法和过程分析判断,实验基本操作,产品的纯度计算等,注意物质性质的理解应用,掌握基础是关键,题目难度中等。 28. 【解析】
解:(1)①C2H4(g)+2O2(g)═2CO2(g)+2H2(g)△H1 ②2H2(g)+O2(g)═2H2O(1)△H2 ③H2O(1)═H2O(g)△H3
根据盖斯定律②×2+③×4-①计算2CO2(g )+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)的△H4=2△H2+4△H3-△
H1 ,
故答案为:2△H2+4△H3-△H1 ;
(2)①该反应正向是气体体积减小的反应,其他条件不变时,增大氢气的浓度,则CO2的平衡转化率增大,即投料比[
=x]越大,CO2的平衡转化率越大,所以x=a>3,
由图可知,反应随着温度的升高,CO2的平衡转化率降低,则正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,由于温度:N>M,所以平衡常数KM>KN, 故答案为:>;>;
②x=3时,设n(H2)=6mol、n(CO2)=2mol,M点CO2的平衡转化率为60%,反应三段式为, 2CO2(g )+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g) 起始量
(mol) 2 6 0 0 变化量
(mol) 1.2 3.6 0.6 2.4 平衡量
(mol) 0.8 2.4 0.6 2.4 M点乙烯体积分数=
×100%=9.7%,
故答案为:9.7%;
③300℃,往6L反应容器中加入3mol H2、1mol CO2,即x=3,M点CO2的平衡转化率为60%,△n(CO2)=0.6mol,v(CO2)==0.01mol/(L?min),反应为2CO2(g )+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g),所以v(H2)=3v(CO2)=0.03mol?L-1?min-1 ; 故答案为:0.03mol?L-1?min-1 ;
(3)①由表中数据可知,Na的其他副反应占比大,Cu的CO2转化率低,兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响,选择添加K助剂效果最好,不仅能提高单位时间内乙烯产量,并且其他副反应占比少,根本原因是降低反应的活化能、加快乙烯生成速率,
故答案为:K; 降低生成乙烯的反应所需要的活化能,加快乙烯生成速率,而对其他副反应几乎无影响; ②a.由催化CO2加氢合成低碳烯烃反应可知,第ⅰ步所反应为:CO2+H2?CO+H2O,故a正确;
b.第ⅰ步反应是慢反应,第ⅱ步是快反应,反应的活化能越低,反应速率越快,所以第ⅰ步反应的活化能
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高于第ⅱ步,故b错误;
c.助剂可改变反应的选择性,所以催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用,故c正确; d.催化剂不能改变平衡状态,不能改变焓变△H,故d错误;
e.反应的平衡常数只与温度有关,不同助剂能改变反应历程,但不能改变反应的起始状态、不能改变反应温度,所以反应的平衡常数不变,故e错误; 故答案为:ac;
(4)①由电解装置图可知,a电极上CO2发生得电子的还原反应生成C2H4,所以a电极为阴极、b为阳极,阳极与电源正极相接、阴极与电源负极相接, 故答案为:正;
②阴极上CO2得电子生成C2H4,电极反应式为2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-, 故答案为:2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-。
(1)①C2H4(g)+2O2(g)═2CO2(g)+2H2(g)△H1 ②2H2(g)+O2(g)═2H2O(1)△H2 ③H2O(1)═H2O(g)△H3
根据盖斯定律②×2+③×4-①计算2CO2(g )+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)的△H4;
(2)①由图可知,反应随着温度的升高,CO2的平衡转化率降低,则正反应放热,即该反应正向是气体体积减小的放热反应,其他条件不变时,增大氢气的浓度,CO2的平衡转化率增大;其他条件不变时,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小;
②x=3时,设n(H2)=6mol、n(CO2)=2mol,M点CO2的平衡转化率为60%,根据反应三段式计算各物质的平衡量,进而计算乙烯体积分数;
③300℃,往6L反应容器中加入3mol H2、1mol CO2,即x=3,M点CO2的平衡转化率为60%,△n(CO2)=0.6mol,根据v=
计算v(CO2),结合反应计量关系计算v(H2);
(3)①由表中数据,兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响,选择添加K助剂效果最好,其他副反应占比少,根本原因是降低反应的活化能、加快乙烯生成速率; ②反应流程为:第一步反应为CO2+H2
CO+H2O,第二步反应为CO2+H2
(CH2)(CH2)n+H2O,n
C2H4、
C3H6等,结合催化剂对化学反应速率和化学平衡的影响分析解答;
(4)由电解装置图可知,a电极上CO2发生得电子的还原反应生成C2H4,所以a电极为阴极、b为阳极,阴极上CO2得电子生成C2H4,结合电子守恒和电荷守恒写出电极反应式。
本题考查盖斯定律的计算应用、化学平衡计算与影响因素、化学平衡图象分析、反应速率计算、电解原理的应用等知识,为高考常见题型,侧重于对学生分析能力、计算能力和灵活运用基础知识能力的考查,把握基础原理的应用是关键,注意催化剂对化学反应的影响,题目难度中等。 35.【解析】 解:(1)S原子最外层为3s23p4,获得1个电子形成3s23p6稳定结构,即所得电子填充在基态S的3p能级,得到稳定的S2-, 故答案为:3p;
(2)NH3BF3中配位键为H3N→BF3,N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道的原子,NH3中N原子通过3p3杂化使2p轨道上有一对孤电子对,所以提供电子的原子轨道为2p,B、N原子之间形成配位键后,B、N原子的空间构型为四面体,均采用sp3杂化, 故答案为:2p;B、N;
(3)基态Li+、B+的核外电子排布式分别为1s2、1s22s2,均为全充满状态,但1s轨道上的电子的能量相对低于2s轨道上的电子,所以失去一个电子时,需吸收更多能量的是Li+,
故答案为:Li+;Li+的核外电子排布为1s2,B+核外电子排布为1s22s2,1s轨道上的电子的能量低于2s轨道上电子;
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(4)Li3SBF4中Li的数目为3,由图1晶胞图分摊可知,Li原子数目=6×=3,所以Li位于棱心位置,
晶胞的质量m=g,体积V=(a×10-10)3cm3,晶胞密度ρ=g?cm-3=g?cm-3,
故答案为:棱心;;
(5)NaCl晶胞中Na+周围有3个Cl-,则在NaCl晶体中,Na+周围有6个Cl-,6个Cl-构成正八面体结构,即Na+填充在Cl-堆积而成的八面体空隙中, 故答案为:6; 正八面体;
(6)①该三角形为等边三角形,边长等于图2中面对角线长度,故三角形边长=×564
=394.8pm,
即2r(Cl-)+x=394.8pm,
pm,边角关系有
[r(Cl-)
内部虚线部分三角形的顶角为120°、两腰长为r(Cl-)+y、底长为282+y]=282
pm=394.8pm,解得x=24.8pm、y=47.3pm,
故答案为:24.8pm;47.3pm;
②由于挤过由1、2、3号氯离子形成的三角形通道y的值大于挤过2、3号氯离子之间的狭缝x值,所以Na+如果能挤过,那么挤过由1、2、3号氯离子形成的三角形通道相对容易些,即迁移可能性更大的途径是途径2,
故答案为:途径2。
(1)S原子最外层为3s23p4,获得2个电子形成3s23p6稳定结构;
(2)NH3BF3中B原子含有3个σ 键一个配位键,该化合物中,B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对,B、N原子之间形成配位键,所以B、N原子的空间构型为四面体;
(3)基态Li+、B+的核外电子排布式分别为1s2、1s22s2,电子的能量越高越易失去,由于1s能级能量降低、失去电子相对较难; (4)晶胞中顶点位置贡献率为
、棱心位置贡献率为
、晶胞内部贡献率为1,均摊法计算晶胞单独占有
计算;
各微粒数目、结合化学式判断;根据m=计算晶胞质量,结合密度ρ=
(5)NaCl晶胞中Na+周围有3个Cl-,则NaCl晶胞中Na+周围有6个Cl-,6个Cl-构成正八面体结构; (6)图2为NaCl晶胞,所以NaCl晶胞的边长为NaCl晶胞参数的一半,即为282pm,面对角线为282
pm,
由图
可知:2r(Cl-)+x=282pm,由1、2、3号氯离子形成的三角形为正三角形,内部虚
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