某化学课外小组的同学准备通过实验探究,加深对化学反应速率和化学反应限度的认识。
实验一:探究温度和浓度对反应速率的影响
实验原理及方案:在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘,生成的碘可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
(1)上述表格中:V1=____ mL,V2=____ mL。
实验二:探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。
实验步骤:
i.向5mL,0.01mol/LKI溶液中滴加5~6滴0.01mol/LFeCl3溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;
ii.向甲中滴加CCl4,充分振荡;
iii.向乙中滴加KSCN。
请回答下列问题:
(2)KI和FeCl3在溶液中反应的离子方程式为:2I-+2Fe3+I2(溶液)+2Fe2+,写出该反应的平衡常数K的表达式___ 。
(3)步骤和iii中的实验现象说明KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度,则步骤ii中的实验现象是____ ,且步骤iii中的实验现象是____ 。
实验三:对铝片与相同H+浓度的盐酸和硫酸在同温同压下反应时,铝和盐酸反应速率更快的原因探究。填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因I:Cl-对反应具有促进作用,而SO对反应没有影响;
原因II:Cl-对反应没有影响,而SO对反应具有阻碍作用;
(4)原因III:____ ;
原因IV:Cl-、SO均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
(5)原因V:_____ 。
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
(6)若原因I是正确的,则应观察到的现象是:实验a中____ ,实验b中____ 。
实验一:探究温度和浓度对反应速率的影响
实验原理及方案:在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应生成碘,生成的碘可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号 | 0.01mol/LKIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL | 0.01mol/LNa2SO3溶液的体积/mL | 水的体积/mL | 实验温度/℃ | 出现蓝色的时间/s |
① | 5 | 5 | V1 | 0 | |
② | 5 | 5 | 40 | 25 | |
③ | 5 | V2 | 35 | 25 |
实验二:探究KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度。
实验步骤:
i.向5mL,0.01mol/LKI溶液中滴加5~6滴0.01mol/LFeCl3溶液,充分反应后,将所得溶液分成甲、乙两等份;
ii.向甲中滴加CCl4,充分振荡;
iii.向乙中滴加KSCN。
请回答下列问题:
(2)KI和FeCl3在溶液中反应的离子方程式为:2I-+2Fe3+I2(溶液)+2Fe2+,写出该反应的平衡常数K的表达式
(3)步骤和iii中的实验现象说明KI和FeCl3混合时生成KCl、I2和FeCl2的反应存在一定的限度,则步骤ii中的实验现象是
实验三:对铝片与相同H+浓度的盐酸和硫酸在同温同压下反应时,铝和盐酸反应速率更快的原因探究。填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因I:Cl-对反应具有促进作用,而SO对反应没有影响;
原因II:Cl-对反应没有影响,而SO对反应具有阻碍作用;
(4)原因III:
原因IV:Cl-、SO均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
(5)原因V:
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
(6)若原因I是正确的,则应观察到的现象是:实验a中
更新时间:2022-06-25 19:08:59
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解答题-实验探究题
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【推荐1】FeCl3是中学化学常用试剂,在化学实验中有广泛应用。
(1)已知:。配制一定浓度FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶于浓盐酸中,加入蒸馏水稀释至指定浓度。盐酸的作用是___________ 。
(2)探究外界条件对双氧水分解速率的影响,设计如下实验(忽略溶液混合时的体积变化):
①实验Ⅱ中,V=___________ 。
②根据实验Ⅱ、Ⅲ中b>c不能确认对双氧水分解催化效率小于,其原因是___________ 。
③为了探究温度对H2O2分解速率的影响,宜选择实验___________ (填序号)。
(3)向溶液中滴加1滴KSCN溶液,将溶液分成甲、乙、丙、丁四份,进一步进行如下实验:
①丙中不形成AgSCN沉淀,则丙中可观察到溶液颜色___________ (填“变深”“变浅”或“不变”)。
②甲的作用是___________ ;由丁中实验现象可得出的结论是___________ 。
(4)为探究FeCl3溶液和KI溶液反应,设计实验装置如图所示。
①实验Ⅳ中,电流表指针___________ (填“向左”“向右”或“不”)偏转。由此可推知,上述反应是可逆反应,其判断依据是___________ 。
②实验Ⅳ发生反应的离子方程式为___________ 。
(1)已知:。配制一定浓度FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶于浓盐酸中,加入蒸馏水稀释至指定浓度。盐酸的作用是
(2)探究外界条件对双氧水分解速率的影响,设计如下实验(忽略溶液混合时的体积变化):
实验 | 30%双氧水/mL | 温度/℃ | 添加物质 | 加入蒸馏水/mL | 收集10mLO2用时/min |
Ⅰ | 20 | 30 | 无 | 4 | a |
Ⅱ | 20 | 30 | 2 | b | |
Ⅲ | 20 | 30 | 2 | c | |
Ⅳ | 20 | 40 | 2 | d |
②根据实验Ⅱ、Ⅲ中b>c不能确认对双氧水分解催化效率小于,其原因是
③为了探究温度对H2O2分解速率的影响,宜选择实验
(3)向溶液中滴加1滴KSCN溶液,将溶液分成甲、乙、丙、丁四份,进一步进行如下实验:
代号 | 加入少量物质 | 溶液颜色变化 |
甲 | 无 | 仍为红色 |
乙 | 1gNaOH(s) | 变浅 |
丙 | 1gAgNO3(s) | ? |
丁 | 1gFeCl3(s) | 变深 |
②甲的作用是
(4)为探究FeCl3溶液和KI溶液反应,设计实验装置如图所示。
步骤 | 操作及现象 | 测定数据 |
Ⅰ | 向烧杯中加入如图所示试剂,左侧烧杯液体颜色变浅,右侧烧杯液体变为棕色,电流表指针向左偏转 | 测得电流强度为a(a>0) |
Ⅱ | 随后,左侧烧杯液体变浅绿色,右侧烧杯液体棕色加深 | 测得电流强度为b(b<a) |
Ⅲ | 一段时间后,指针回到零 | 测得电流强度为0 |
Ⅳ | 在左侧烧杯中加入少量FeCl2(s),电流表指针偏转 | 测得电流强度为x |
②实验Ⅳ发生反应的离子方程式为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】以为原料制备甲烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。回答下列问题:
(1)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
①已知,则燃烧的热化学方程式_______ 。
②对于主反应,在一定条件下存在:或,相应的速率与温度关系如图所示。
则主反应的平衡常数_______ (用含的代数式表示);图中四个点中,能表示反应已达到平衡状态的是_______ 。
(2)某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。通过大量的研究三种双金属合金团簇可用于催化反应,在催化剂表面涉及多个基元反应,分别为过程1:甲烷逐步脱氢,过程2:的活化(包括直接活化和氢诱导活化),过程3:和的氧化,过程4:扩散吸附反应。其反应机理如图所示。
则过程3的最终产物为_______ ,过程4发生扩散吸附反应的微粒为_______ 。
(3)光催化制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:_______ 。太阳光激发下,在导带和价带中除了产生电子和空穴外,还会生成_______ (填写微粒名称)参与的还原再生。
(1)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
①已知,则燃烧的热化学方程式
②对于主反应,在一定条件下存在:或,相应的速率与温度关系如图所示。
则主反应的平衡常数
(2)某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。通过大量的研究三种双金属合金团簇可用于催化反应,在催化剂表面涉及多个基元反应,分别为过程1:甲烷逐步脱氢,过程2:的活化(包括直接活化和氢诱导活化),过程3:和的氧化,过程4:扩散吸附反应。其反应机理如图所示。
则过程3的最终产物为
(3)光催化制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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【推荐3】某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验,记录如下:
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是__________________________ 。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是___________ 。为进一步探究该条件对反应速率的影响,可采取的实验措施是________________________ 。
(4)由甲、乙、丙三实验推测,甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。学生将I中产生的气体直接通入下列________ 溶液(填序号),证明了白雾中含有H2O2。
A.酸性KMnO4 B.FeCl2 C.氢硫酸 D.品红
(5)资料显示:KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化:4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应(写离子方程式)_____________________ 造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确。_________________________________________ 。
供选试剂:30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验,记录如下:
操作 | 现象 | |
甲 | 向I的锥形瓶中加入 | I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝 |
乙 | 向Ⅱ中加入KMnO4固体,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯 | Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝 |
丙 | 向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol/L H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯 | Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝 |
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是
(4)由甲、乙、丙三实验推测,甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。学生将I中产生的气体直接通入下列
A.酸性KMnO4 B.FeCl2 C.氢硫酸 D.品红
(5)资料显示:KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化:4KI +O2 +2H2O=2I2 + 4KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应(写离子方程式)
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(0.4)
【推荐1】利用“萨巴蒂尔反应”,空间站的水气整合系统将转化为和水蒸气,配合生成系统可实现的再生。回答下列问题:
Ⅰ.萨巴蒂尔反应为
(1)已知25℃和101kPa时,
①的燃烧热;
②的燃烧热;
③。
则萨巴蒂尔反应的_______ 。
(2)萨巴蒂尔反应的前三步反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用“·”标注,Ts表示过渡态。从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态的过程会_______ (填“放出”或“吸收”)热量,反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为_______ 。
Ⅱ.在一定条件下能与发生氧再生反应:
(3)恒压p0条件下,按投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图所示。350℃时,该反应的平衡常数_______ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。为了提高的转化率,除升高温度外,还可采取的措施为_______ (写出一条)。
(4)氧再生反应还可以通过酸性条件下半导体光催化转化实现,反应机理如图甲所示:
图甲
①光催化转化为时,阴极的电极反应式为_______ 。
②催化剂的催化效率和的生成速率随温度的变化关系如图乙所示。300~400℃之间,生成速率加快的原因是_______ 。
图乙
(5)氧再生反应所需的能量可由合成氨反应提供。合成氨反应的焓变和熵变:,常温(298K)下,合成氨反应的自由能_______ 。
Ⅰ.萨巴蒂尔反应为
(1)已知25℃和101kPa时,
①的燃烧热;
②的燃烧热;
③。
则萨巴蒂尔反应的
(2)萨巴蒂尔反应的前三步反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物质用“·”标注,Ts表示过渡态。从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态的过程会
Ⅱ.在一定条件下能与发生氧再生反应:
(3)恒压p0条件下,按投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图所示。350℃时,该反应的平衡常数
(4)氧再生反应还可以通过酸性条件下半导体光催化转化实现,反应机理如图甲所示:
图甲
①光催化转化为时,阴极的电极反应式为
②催化剂的催化效率和的生成速率随温度的变化关系如图乙所示。300~400℃之间,生成速率加快的原因是
图乙
(5)氧再生反应所需的能量可由合成氨反应提供。合成氨反应的焓变和熵变:,常温(298K)下,合成氨反应的自由能
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(0.4)
解题方法
【推荐2】为应对全球气候变暖, 《巴黎气候协定》提出“碳中和”目标。CO2转化利用是碳治理的重要方法,有利于实现碳资源的有效循环。其中由CO2转化制甲醇具有重要的经济效益。
(1)高效催化剂对CO2加氢制甲醇的反应速率影响很大。单个CO2分子加氢制甲醇在铜基催化剂催化条件的反应历程如下图所示。
①CO2加氢制甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=_______ eV/mol (阿伏加德罗常数用NA表示);
②写出该历程中决速步骤的化学方程式:_______ 。
③结合上图,下列说法合理的是_______ (填标号)。
A.使用高活性催化剂可降低反应的焓变,加快反应速率
B. H2=2H* 为吸热过程
C.高温不利于提高甲醇的平衡产率
D.在恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,压强不变时,该反应已达平衡状态
(2)不同催化剂有不同催化活性,也有不同最佳反应温度。一定投料比和压强下,测定甲醇时空收率(单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线,如图所示:。
①在适宜温度下,甲醇的时空收率随着温度升高而增大,请解释原因:_______ ;
②该反应最佳条件:_______ 。
(3)在CO2催化加氢制甲醇过程中也存在竞争反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH >0,在压强为P的恒温恒压密闭容器中,加入1molCO2和3molH2反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为30%,甲醇的选择性为50%,计算CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在该温度下的平衡常数Kp=_______ 。(列出计算式)[甲醇的选择性x(CH3OH)%= ]
(4)CO2催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示,已知Arrhenius经验公式为Rlnk =+C(其中Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。
①该反应的活化能Ea=_______ kJ/mol;
②当使用更高效的催化剂时,在图中画出Rlnk与关系的示意图_______ 。
(1)高效催化剂对CO2加氢制甲醇的反应速率影响很大。单个CO2分子加氢制甲醇在铜基催化剂催化条件的反应历程如下图所示。
①CO2加氢制甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=
②写出该历程中决速步骤的化学方程式:
③结合上图,下列说法合理的是
A.使用高活性催化剂可降低反应的焓变,加快反应速率
B. H2=2H* 为吸热过程
C.高温不利于提高甲醇的平衡产率
D.在恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,压强不变时,该反应已达平衡状态
(2)不同催化剂有不同催化活性,也有不同最佳反应温度。一定投料比和压强下,测定甲醇时空收率(单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线,如图所示:。
①在适宜温度下,甲醇的时空收率随着温度升高而增大,请解释原因:
②该反应最佳条件:
(3)在CO2催化加氢制甲醇过程中也存在竞争反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH >0,在压强为P的恒温恒压密闭容器中,加入1molCO2和3molH2反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为30%,甲醇的选择性为50%,计算CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在该温度下的平衡常数Kp=
(4)CO2催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示,已知Arrhenius经验公式为Rlnk =+C(其中Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。
①该反应的活化能Ea=
②当使用更高效的催化剂时,在图中画出Rlnk与关系的示意图
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解题方法
【推荐3】Ⅰ、O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+O3(g)=IO-(aq)+O2(g) △H1 ②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq) △H2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l) △H3 总反应△H=______ 。
Ⅱ、用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1:KI在该反应中的作用: H2O2+I-=H2O+IO-; H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。
总反应的化学方程式是__________ 。
(2)资料2:H2O2分解反应过程中能量变化如图所示,其中①有KI加入,
②无KI加入。下列判断正确的是___________ (填字母)。
a 加入KI后改变了反应的路径
b 加入KI后改变了总反应的能量变化
c H2O2+I-=H2O+IO-是放热反应
(3)实验中发现,H2O2与KI溶液混合后,产生大量气泡,溶液颜色变黄。再加入CCl4,振荡、静置,气泡明显减少。
资料3:I2也可催化H2O2的分解反应。
①加CCl4并振荡、静置后还可观察到_____ ,说明有I2生成。
②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii.________ 。以下对照实验说明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl4,B试管不加CCl4,分别振荡、静置。观察到的现象是______ 。
(4)资料4:I-(aq)+I2(aq)I(aq) K=640。为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L-1 KI溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:
①a=______ 。
②该平衡体系中除了含有I-,I2,I3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是________ 。
①I-(aq)+O3(g)=IO-(aq)+O2(g) △H1 ②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq) △H2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l) △H3 总反应△H=
Ⅱ、用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1:KI在该反应中的作用: H2O2+I-=H2O+IO-; H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。
总反应的化学方程式是
(2)资料2:H2O2分解反应过程中能量变化如图所示,其中①有KI加入,
②无KI加入。下列判断正确的是
a 加入KI后改变了反应的路径
b 加入KI后改变了总反应的能量变化
c H2O2+I-=H2O+IO-是放热反应
(3)实验中发现,H2O2与KI溶液混合后,产生大量气泡,溶液颜色变黄。再加入CCl4,振荡、静置,气泡明显减少。
资料3:I2也可催化H2O2的分解反应。
①加CCl4并振荡、静置后还可观察到
②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii.
(4)资料4:I-(aq)+I2(aq)I(aq) K=640。为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L-1 KI溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:
微粒 | I- | I2 | I3- |
浓度/(mol·L-1) | 2.5×10-3 | a | 4.0×10-3 |
②该平衡体系中除了含有I-,I2,I3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是
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解答题-无机推断题
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(0.4)
解题方法
【推荐1】雾霾天气严重影响人们的生活质量,其中氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。
消除氮氧化物有多种方法。
Ⅰ.催化还原氮氧化物技术是目前最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。
(1)用作催化剂,在氨气足量的情况下,不同对应的脱氮率如图2所示,效果最佳的_______ 。
(2)SCR技术可使氮氧化物与直接反应,实现无害转化。当和的物质的量之比为时,写出发生反应的化学方程式_______ 。
Ⅱ.碱液吸收法是人们研究最早最多的一类氮氧化物处理法,工业上应用较多的吸收液是和,尤其是应用更广。已知:;
(3)溶液吸收氮氧化物反应过程与溶液吸收氮氧化物反应类似,写出溶液与反应的离子方程式_______ 。
(4)碱液吸收法对烟气中氮氧化物吸收效率不高,为了提高碱液对氮氧化物的吸收效率,下列措施错误的是_______ 。
A.增大溶液或溶液浓度
B.增大氮氧化物气体通入碱液的流速
C.将氮氧化物通入氧化剂氧化后再用碱液吸收
D.提高氮氧化物中的百分含量
E.增大氮氧化物气体与碱液接触面积
Ⅲ.为探究某地区雾霾中的可溶性颗粒的成分,某化学研究性学习小组进行了实验探究。
[查阅资料]雾霾颗粒样品中可能含有、、、、、、及一种常见阳离子,现进行如下实验:
请回答下列问题:
(5)根据上述实验,雾霥浸取液中一定含有的离子为_______ ;肯定不含的离子为_______ 。
(6)若气体D遇空气会变成红棕色,则沉淀A中一定含有_______ (填化学式)。
消除氮氧化物有多种方法。
Ⅰ.催化还原氮氧化物技术是目前最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。
(1)用作催化剂,在氨气足量的情况下,不同对应的脱氮率如图2所示,效果最佳的
(2)SCR技术可使氮氧化物与直接反应,实现无害转化。当和的物质的量之比为时,写出发生反应的化学方程式
Ⅱ.碱液吸收法是人们研究最早最多的一类氮氧化物处理法,工业上应用较多的吸收液是和,尤其是应用更广。已知:;
(3)溶液吸收氮氧化物反应过程与溶液吸收氮氧化物反应类似,写出溶液与反应的离子方程式
(4)碱液吸收法对烟气中氮氧化物吸收效率不高,为了提高碱液对氮氧化物的吸收效率,下列措施错误的是
A.增大溶液或溶液浓度
B.增大氮氧化物气体通入碱液的流速
C.将氮氧化物通入氧化剂氧化后再用碱液吸收
D.提高氮氧化物中的百分含量
E.增大氮氧化物气体与碱液接触面积
Ⅲ.为探究某地区雾霾中的可溶性颗粒的成分,某化学研究性学习小组进行了实验探究。
[查阅资料]雾霾颗粒样品中可能含有、、、、、、及一种常见阳离子,现进行如下实验:
请回答下列问题:
(5)根据上述实验,雾霥浸取液中一定含有的离子为
(6)若气体D遇空气会变成红棕色,则沉淀A中一定含有
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【推荐2】新型材料应用前景广泛,其制备与性质研究成为热点。相关数据如下:
(1)的制备。
①化学气相沉积法。
Ⅰ.一定温度下,以气体和为原料制备,反应的化学方程式是___________ 。
Ⅱ.上述反应适宜的温度范围是___________ ℃(填字母)。
a.75~100 b.600~1100 c.2000~2300
②铝粉直接氮化法。
与可直接化合为固体,能将包裹,反应难以继续进行。控制温度,在粉中均匀掺入适量粉,可使几乎全部转化为固体。该过程发生的反应有:、___________ 和。
③碳热还原法。
以、C(石墨)和为原料,在高温下制备。
已知:ⅰ.
ⅱ.1g石墨与氧气生成一氧化碳,放出9.2热量
ⅲ.
写出反应ⅱ的热化学方程式___________ 。运用平衡移动原理分析反应ⅱ对反应ⅰ的可能影响:___________ 。
(2)的性质。
粉末可发生水解。相同条件下,不同粒径的粉末水解时溶液的变化如图所示。
①粉末水解的化学方程式是___________ 。
②解释时间内两条曲线差异的可能原因:___________ 。
(3)含量检测。
向a g样品中加入足量浓溶液,然后通入水蒸气将全部蒸出,将用过量的溶液吸收完全,剩余的用溶液恰好中和,则样品中的质量分数是___________ 。
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 与N2反应温度/℃ | 相应化合物分解温度/℃ |
660 | 2467 | :(升华) :(升华) | ||
649 | 1090 | : |
①化学气相沉积法。
Ⅰ.一定温度下,以气体和为原料制备,反应的化学方程式是
Ⅱ.上述反应适宜的温度范围是
a.75~100 b.600~1100 c.2000~2300
②铝粉直接氮化法。
与可直接化合为固体,能将包裹,反应难以继续进行。控制温度,在粉中均匀掺入适量粉,可使几乎全部转化为固体。该过程发生的反应有:、
③碳热还原法。
以、C(石墨)和为原料,在高温下制备。
已知:ⅰ.
ⅱ.1g石墨与氧气生成一氧化碳,放出9.2热量
ⅲ.
写出反应ⅱ的热化学方程式
(2)的性质。
粉末可发生水解。相同条件下,不同粒径的粉末水解时溶液的变化如图所示。
①粉末水解的化学方程式是
②解释时间内两条曲线差异的可能原因:
(3)含量检测。
向a g样品中加入足量浓溶液,然后通入水蒸气将全部蒸出,将用过量的溶液吸收完全,剩余的用溶液恰好中和,则样品中的质量分数是
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
(1)实验①和②的目的是_________________________________ 。同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是_________________________ (填一种方法即可)。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是________________________________ 。
II.资料显示,某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量_______ 或______ 来比较。
(2)0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请解释化学反应速率变化的原因:_____________ 。请计算H2O2的初始物质的量浓度为________________ (保留两位有效数字)。
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,需补做下列实验(无 需写出具体操作):a._________________ ;b.___________________ 。
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10 mL 2% H2O2溶液 | 无 |
② | 10 mL 5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 10 mL 5% H2O2溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
④ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
⑤ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是
II.资料显示,某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量
(2)0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请解释化学反应速率变化的原因:
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,需补做下列实验(无 需写出具体操作):a.
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】草酸亚铁晶体()常用于晒制蓝图。某研究性学习小组对其进行了系列探究。
I.纯净的草酸亚铁晶体热分解产物的探究
(1)气体产物成分的探究,小组成员采用如下装置(可重复选用)进行实验:
①E中盛装碱石灰的仪器名称为__________________ 。
②按照气流从左到右的方向,上述装置的接口顺序为___________ 尾气处理装置。
③实验前先通入一段时间,其目的是________________________ 。
④实验证明气体产物中含有,依据的实验现象为_________________________________ 。
(2)受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如下图所示,写出加热到400℃时,晶体受热分解的化学方程式_________________________ 。
(3)晒制蓝图时,以溶液为显色剂,写出与溶液反应的化学方程式____________ 。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
(4)工业制得的草酸亚铁晶体中常含有杂质测定其纯度的步骤如下:
步骤1:称取草酸亚铁晶体样品溶于稀中,配成溶液;
步骤2:取上述溶液,用,标准液滴定至终点消耗标准液;
步骤3:向反应后溶液中加入适量锌粉充分反应后加入适量稀,再用标准液滴定至终点,消耗标准液
①步骤2中滴定终点的现象为_______________ ,,步骤3中加入锌粉的目的是__________________ 。
②草酸亚铁晶体样品的纯度为_________________ (写出计算表达式)。
I.纯净的草酸亚铁晶体热分解产物的探究
(1)气体产物成分的探究,小组成员采用如下装置(可重复选用)进行实验:
①E中盛装碱石灰的仪器名称为
②按照气流从左到右的方向,上述装置的接口顺序为
③实验前先通入一段时间,其目的是
④实验证明气体产物中含有,依据的实验现象为
(2)受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如下图所示,写出加热到400℃时,晶体受热分解的化学方程式
(3)晒制蓝图时,以溶液为显色剂,写出与溶液反应的化学方程式
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
(4)工业制得的草酸亚铁晶体中常含有杂质测定其纯度的步骤如下:
步骤1:称取草酸亚铁晶体样品溶于稀中,配成溶液;
步骤2:取上述溶液,用,标准液滴定至终点消耗标准液;
步骤3:向反应后溶液中加入适量锌粉充分反应后加入适量稀,再用标准液滴定至终点,消耗标准液
①步骤2中滴定终点的现象为
②草酸亚铁晶体样品的纯度为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
【推荐2】如图所示可以分离并回收废旧芯片中的几种贵金属。已知,①HAuCl4是一种强酸:②Pd(NH3)2C12难溶。
请回答:
(1)含金固体可溶于HNO3和NaCl的混合溶液,并产生NO,请写出反应的离子方程式:_______ 。
(2)金的分离还可以加王水,银钯的分离可重复利用某些溶液。
①下列说法正确的是_______ 。
A.芯片中的金是芯片连接的绝佳材料,只是利用其物理性质
B.溶液X可以是NaCl溶液
C.溶液Z的主要成分是Ag(NH3)2Cl,是一种盐
D.N2H4不直接还原固体Y可能的原因是得到的Ag纯度更高
②加入氨水,[PdCl4]2-转化为[Pd(NH3)4]2+,则该条件下配位能力:Cl_____ NH3(填“>”或“<”)。“加入盐酸,调pH≈1”能将[Pd(NH3)4]2+转化为Pd(NH3)2Cl2的原因_______ 。
(3)溶液Z中加NaCl溶液是否有沉淀?_______ (填“有”或“没有”)。设计实验验证溶液Z中银元素的存在_______ 。
请回答:
(1)含金固体可溶于HNO3和NaCl的混合溶液,并产生NO,请写出反应的离子方程式:
(2)金的分离还可以加王水,银钯的分离可重复利用某些溶液。
①下列说法正确的是
A.芯片中的金是芯片连接的绝佳材料,只是利用其物理性质
B.溶液X可以是NaCl溶液
C.溶液Z的主要成分是Ag(NH3)2Cl,是一种盐
D.N2H4不直接还原固体Y可能的原因是得到的Ag纯度更高
②加入氨水,[PdCl4]2-转化为[Pd(NH3)4]2+,则该条件下配位能力:Cl
(3)溶液Z中加NaCl溶液是否有沉淀?
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关。工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取,所得碳酸钠样品中往往含有少量NaCl,现欲测定样品中Na2CO3的质量分数,某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下列有关问题:方案一:沉淀分析法(1)把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液,将所得沉淀_______ (填操作)、洗涤、烘干、称量,洗涤沉淀的操作是____________________ 。方案二:气体分析法(2)把一定量的样品与足量盐酸反应后,用下图所示装置测定产生CO2的体积,为了确保测定结果的准确性,B中的溶液最好采用______________________ ,但选用该溶液后实验结果仍然不够准确,其原因是___________________ 。
方案三:质量差分析法(3)把一定质量的样品和足量的稀硫酸反应,采用下图所示装置,通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管的质量,利用其质量差求算样品的纯度。
该实验的操作步骤有:①在干燥管内填满碱石灰,质量为m g;②取n g样品装入广口瓶中;③检验装置的气密性;④缓慢鼓入空气数分钟,再称量干燥管质量为w g;⑤关闭止水夹;⑥打开止水夹;⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止;⑧缓慢鼓入空气数分钟。Ⅰ.正确的操作顺序是(填序号):③→__________ →⑥→________ →⑤→________ →⑦→_______ →④。Ⅱ.若去掉装置A,测定结果________ ;若去掉装置B,测定结果________ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
方案三:质量差分析法(3)把一定质量的样品和足量的稀硫酸反应,采用下图所示装置,通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管的质量,利用其质量差求算样品的纯度。
该实验的操作步骤有:①在干燥管内填满碱石灰,质量为m g;②取n g样品装入广口瓶中;③检验装置的气密性;④缓慢鼓入空气数分钟,再称量干燥管质量为w g;⑤关闭止水夹;⑥打开止水夹;⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止;⑧缓慢鼓入空气数分钟。Ⅰ.正确的操作顺序是(填序号):③→
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