B.水和氨气分子间能够形成氢键,沸点较高,相对分子质量越大,沸点越高,热稳定性越高,故热稳定性:
i>g,沸点:
i>e,故B选项正确。
C.Y的含氧酸如亚硝酸为弱酸,W的含氧酸如亚硫酸也为弱酸,故C选项错误。
D.酸性氧化物指的是能与水作用成酸或与碱作用成盐的氧化物,判断依据是化学反应前后各元素化合价保持不变,显然NO不是酸性氧化物,故D选项错误。
故答案选B。
【点睛】本题考查元素化合物推断,物质的颜色、溶液pH为推断突破口,需要学生熟练掌握元素化合物知识,注意抓住短周期元素形成二元化合物。
解框图题的方法:
最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
8.钴(Co)及其化合物在工业上广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。
某学习小组欲从某工业废料中回收钴,设计工艺流程如下:
(废料中含有Al、Co2O3和Fe2O3等物质)。
请回答:
(1)废料用NaOH溶液处理前通常先将废料粉碎,其目的是____________。
(2)过程Ⅱ用稀H2SO4和H2O2溶液与Co2O3反应而达到浸出钴的目的,请写出该反应的离子方程式___________。
在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请分析不用盐酸浸出钴的主要原因______________。
(3)碳酸钠溶液在过程Ⅱ和Ⅲ中所起作用有所不同,请写出碳酸钠在过程Ⅱ中发生反应生成沉淀的离子方程式__________________________________。
(4)若在实验室中完成过程Ⅳ,则沉淀物需在__________________(填仪器名称)中灼烧;写出在过程Ⅴ中发生反应的化学方程式__________________________________。
(5)将1.0×10-3mol/LCoSO4与1.2×10-3mol/L的Na2CO3等体积混合,此时溶液中的Co2+的浓度为__________mol/L。
(已知:
CoCO3的溶度积为:
Ksp=1.0×10-13)
(6)CoO与盐酸反应可得粉红色的CoCl2溶液。
CoCl2晶体因结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。
如图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体在烘箱中受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,物质A的化学式是____________________。
【答案】
(1).增大反应物接触面积,加快反应速率
(2).Co2O3+H2O2+4H+=2Co2++O2+3H2O(3).Co2O3可氧化盐酸产生Cl2,污染环境(4).2Fe3++3
+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑(5).坩埚(6).3CoO+2Al
3Co+A12O3(7).1.0×10-9(8).CoCl2·2H2O
【解析】
【分析】
第一步中,Al和氢氧化钠溶液反应,其离子反应方程式为:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,得到滤液和滤渣,因此采用操作步骤是过滤,滤液中AlO2-与二氧化碳反应得到氢氧化铝沉淀,之后灼烧并通过电解熔融氧化铝得到金属单质铝。
滤渣中Co2O3作氧化剂与过氧化氢反应,化合价由+3价→+2价,之后调节PH得到Fe(OH)3。
滤液中Co2+不能转化成沉淀,根据pH的范围为3.2≤pH<7.15调节PH得到碳酸钴沉淀之后进行煅烧得到氧化钴,与金属单质铝发生铝热反应得到金属单质Co。
根据此分析进行解答。
【详解】
(1)废料进行矿石粉碎处理,可以增大接触面积,加快反应速率,
故答案:
为增大反应物接触面积,加快反应速率
(2)Co2O3作氧化剂与过氧化氢反应,化合价由+3价→+2价,故反应的离子方程式为Co2O3+H2O2+4H+=2Co2++O2+3H2O。
HCl被氧化后,Cl由-1价→0价,反应离子反应方程式为Co2O3+2Cl-+6H+=2Co2++3H2O+Cl2↑,会产生氯气污染环境,
故答案为:
Co2O3+H2O2+4H+=2Co2++O2+3H2OCo2O3可氧化盐酸产生Cl2,污染环境
(3)在过程Ⅱ中Fe3+与碳酸根发生双水解,转化成Fe(OH)3,但Co2+不能转化成沉淀。
碳酸钠在过程Ⅱ中发生反应生成沉淀的离子方程式为2Fe3++3
+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:
2Fe3++3
+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
(4)过程Ⅳ是将Al(OH)3灼烧生成Al2O3,需要在坩埚中进行,电解熔融氧化铝得到金属单质铝,过程Ⅴ中氧化钴与金属单质铝发生铝热反应得到金属单质Co,化学方程式为3CoO+2Al
3Co+A12O3,
故答案为:
坩埚;3CoO+2Al
3Co+A12O3
(5)Co2+与CO32-结合成CoCO3沉淀,此时碳酸根的浓度为(1.2×10-3-1.0×10-3)÷2=1×10-4,故Co2+的浓度=
mol/L,
故答案为:
1.0×10-9
(6)由图可知n(CoCl2)=65×10-3÷130=5×10-4mol,物质A中含有的结晶水的物质的量为n(H2O)=(83-65)×10-3÷18=1×10-3mol,故n(CoCl2)∶n(H2O)=1:
2,故物质A的化学式为CoCl2·2H2O,
故答案为:
CoCl2·2H2O
【点睛】点睛:
熟悉流程图涉及的反应原理是解题的基础。
本题的难点是
(2)题,需要根据反应物和生成物的关系,结合质量守恒定律书写方程式;本题的易错点为(3),明确溶度积常数的含义是解题的关键。
9.V2O5可作化学工业中的催化剂,广泛用于冶金、化工等行业。
V2O5是一种橙黄色片状晶体,微溶于水,具有强氧化性,属于两性氧化物。
某研究小组将从钒铅锌矿(主要含有V2O5、PbO、ZnO、CaO)中提取V2O5及回收铅、锌等金属。
工艺流程如下图所示:
已知:
NH4VO3是白色粉末,可溶于热水,微溶于冷水,不溶于乙醇、乙醚。
2NH4VO3
V2O5+2NH3↑+H2O
请回答:
(1)钒铅锌矿高温熔炼时,生成金属铅的反应属于基本反应类型中的________反应;V2O5与纯碱反应的化学方程式为_______________________。
(2)流程中操作I的名称是_______________________。
(3)焦炭用量对还原熔炼效果的影响如下左图所示。
分析图像可知,焦炭用量应取矿石质量的约______%较为合适。
(4)钒浸出过程中,液固比(液体质量:
固体质量)对钒浸出率的影响如上右图所示。
分析图像可知,浸出过程的液固比最合适的比例约为2:
1,理由是___________。
(5)为制取纯度较高的V2O5,往含钒浸出液(主要为NaVO3)中加NH4Cl溶液,该反应的化学方程式是_________________________。
(6)在洗涤①操作时,可选用的洗涤剂________(填选项字母)。
A.乙醚B.1%NH4Cl溶液C.热水D.冷水
(7)在灼烧②操作时,需在流动空气中灼烧的可能原因_____________________。
【答案】
(1).置换
(2).V2O5+Na2CO3
2NaVO3+CO2↑(3).过滤(4).10(5).液固比为2:
1时,钒浸出率在97%以上,再进一步增大液固比,钒浸出率提高不明显,而且还会导致浸出用水量、废水排放量的增大。
(6).NaVO3+NH4Cl=NaCl+NH4VO3↓(7).BD(8).若空气不流通,由于V2O5具有强氧化性,会与还原性的NH3反应,从而影响产物的纯度及产率
【解析】
【详解】
(1)反应过程中加入了单质碳,反应生成单质金属铅,反应属于基本反应类型中的置换反应。
V2O5与纯碱反应生成NaVO3和CO2气体,故反应方程式为V2O5+Na2CO3
2NaVO3+CO2↑。
故答案为置换V2O5+Na2CO3
2NaVO3+CO2↑
(2)流程中操作I是分离难溶性固体与可溶性液体混合物,名称是过滤。
故答案为过滤
(3)根据焦炭用量对还原熔炼效果的影响图像可知,焦炭用量应取矿石质量的约10%较为合适。
故答案为10
(4)钒浸出过程中,液固比(液体质量:
固体质量)对钒浸出率的影响如上右图所示。
分析图像可知,浸出过程的液固比最合适的比例约为2:
1,这时浸出率为97%以上,为进一步增大液固比,钒浸出率提高不明显,而且还会导致浸出用水量、废水排放量增大等问题;
故答案为液固比为2:
1时,钒浸出率在97%以上,再进一步增大液固比,钒浸出率提高不明显,而且还会导致浸出用水量、废水排放量的增大。
(5)往含钒浸出液中加NH4Cl溶液,发生反应NaVO3+NH4Cl=NaCl+NH4VO3↓,该反应属于基本反应类型中的复分解反应。
故答案为NaVO3+NH4Cl=NaCl+NH4VO3↓
(6)已知NH4VO3可溶于热水,微溶于冷水,不溶于乙醇、乙醚。
且为减小产物的损失,可以选择1%NH4Cl溶液和冷水进行洗涤。
故答案为BD
(7)灼烧操作②的过程中由NH4VO3灼烧得到V2O5和NH3↑,若空气不流通,由于V2O5具有强氧化性,会与还原性的NH3反应,从而影响产物的纯度及产率,故要在流通的热空气中进行。
故答案为若空气不流通,由于V2O5具有强氧化性,会与还原性的NH3反应,从而影响产物的纯度及产率。
10.CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。
己知部分反应的热化学方程式如下:
CH3OH(g)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O
(1)△H1=akJ•mol-1
H2(g)+
O2(g)=H2O
(1)△H2=bkJ•mol-1
H2O(g)=H2O(l)△H3=ckJ•mol-1
则CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=__________kJ•mol-1
(2)为研究CO2与CO之间的转化,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:
C(s)+CO2(g)
2CO(g)
H,反应达平衡后,测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)%)的影响如图所示。
回答下列问题:
①压强 p1、p2、p3的大小关系是________;Ka、Kb、Kc为a、b、c三点对应的平衡常数,则其大小关系是_________。
②900℃、1.0MPa时,足量碳与amolCO2反应达平衡后,CO2的转化率为___________(保留三位有效数字),该反应的平衡常数Kp=_________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)①以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸,CO2(g)+CH4(g)
CH3COOH(g)。
在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。
250~300℃时,乙酸的生成速率降低的主要原因是_____________;300~400℃时,乙酸的生成速率升高的主要原因是___________。
②为了提高该反应中CO2的转化率,可以采取的措施是_____(写一条即可)。
(4)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯,其原理如图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。
阴极上的电极反应式为___________;每生成0.5mol乙烯,理论上需消耗铅蓄电池中_____mol硫酸。
【答案】
(1).(3b-a-c)
(2).p1<p2<p3(3).Ka=Kb<Kc(4).66.7%(或0.667)(5).3.2MPa(6).催化剂的催化效率降低(7).温度升高,化学反应速率加快(8).增大反应体系压强或增大CH4的浓度或将乙酸液化分离出来(9).2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O(10).6
【解析】
【分析】
本题需要根据盖斯定律进行计算△H,且根据三段式进行分析计算,压强之比等于物质的量之比。
根据图像分析出反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)减小压强反应向正方向进行,正反应为吸热反应,
H>0。
在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率,温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,在300℃时失去活性,所以温度高于300℃时,乙酸的生成速率升高是由温度升高导致的,根据此分析进行解答。
【详解】
(1)已知①CH3OH(g)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O
(1)△H1=akJ•mol-1
②H2(g)+
O2(g)=H2O
(1)△H2=bkJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H3=ckJ•mol-1
则根据盖斯定律,由3②-①-③可得到CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),故△H=(3b-a-c)kJ•mol-1。
故答案为(3b-a-c)
(2)①对于反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)减小压强反应向正方向进行,由图可知相同温度时P1时
CO体积分数大于P2大于P3故p1<p2<p3,相同压强时比较温度对反应的影响,同一压强下增大温度,CO的体积分数会增大,故正反应为吸热反应,
H>0,平衡常数只受反应温度影响,故在700℃下,Ka=Kb,c点的温度高于a点和b点,温度升高反应正向进行故Ka=Kb<Kc。
②若起始压强为P0,达到平衡转化率为α,
C(s)+CO2(g)
2CO(g)
起始(mol)a0
变化(mol)m2m
平衡(mol)a-m2m
故
,
,故CO2的转化率为
≈66.7%(或0.667)。
压强之比等于物质的量之比,则反应的平衡常数Kp=
故答案为p1<p2<p3Ka=Kb<Kc66.7%(或0.667)3.2MPa
(3)①如图为不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系,温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,在300℃时失去活性,所以温度高于300℃时,乙酸的生成速率升高是由温度升高导致的。
②为了提高该反应中CO2的转化率即使反应正向进行,可以增大压强或增大CH4的浓度或将乙酸液化分离出来。
故答案为催化剂的催化效率降低.温度升高,化学反应速率加快增大反应体系压强或增大CH4的浓度或将乙酸液化分离出来