钴(Co)及其化合物在磁性材料、电池材料、超硬材料及催化剂等领域有广泛应用。已知钴属于铁系元素,其单质与化合物的性质与铁相似,其常见化合价有+2和+3。请回答下列问题:
(1)在空气中加热CoCO3可得到黑色Co3O4,写出该反应的化学方程式_______________。
(2)Co3O4与浓盐酸反应能生成黄绿色气体,写出该反应的离子方程式______________。
(3)常温下,CoCl2溶液在碱性条件下可以得到粉红色Co(OH)2沉淀。已知当溶液中某离子的浓度≤10-5mol·L-1时,就认为该离子不存在,Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15mol3·L-3。若要使0.1 mol·L-1CoCl2溶液中的Co2+完全沉淀,则溶液pH的控制范围为____________。
(4)Co(OH)2具有较显著的两性,在浓的强碱溶液中可以形成[Co(OH)4]2-,写出Co(OH)2酸式电离的电离方程式_______________。
(5)Co(OH)2在空气中加热时,样品质量随温度变化的曲线如下图所示,通过分析计算确定:
①1000℃时,固体的成分为_____________。②取800℃时的产物(其中Co的化合价为+2、+3),用480 mL5 mol·L-1盐酸恰好完全溶解固体,得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。则该钴氧化物中n(Co2+) :n(Co3+)=__________。
甲醇是一种基础的有机化工原料和优质燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可以合成甲醇,主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
由此计算△H1=_______kJ·mol-1;已知△H2=-58 kJ·mol-1,则△H3=_______kJ·mol-1。
(2)反应①、②、③对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系是___________;随着温度的升高,K1_________(填“减小”、“增大”或“不变”)。
(3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如下图所示。图中压强由大到小的顺序为______________。
(4)下图是某研究机构开发的给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池,甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电池总反应为:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。
一个甲醇分子经过电化学氧化,可以产生_________个电子的电量,其负极的电极反应式为____________。
高铁酸钾(K2FeO4)是一种理想的绿色高效水处理剂。某学习小组用下图所示装置(夹持仪器已略去)制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备K2FeO4。
查阅资料知K2FeO4的部分性质如下:①可溶于水、微溶于浓KOH溶液;②在0℃~5℃、强碱性溶液中比较稳定;③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解;④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。
请回答下列问题:
(1)仪器C和D中都盛有KOH溶液,其中C中KOH溶液的用途是_________________。
(2)Cl2与KOH的浓溶液在较高温度下反应生成KClO3。为保证反应生成KClO,需要将反应温度控制在0~5℃下进行,在不改变KOH溶液浓度的前提下,实验中可以采取的措施是__________________。
(3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4,写出该反应的化学方程式___________;该操作不能将KClO饱和溶液滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中,其原因是______________。
(4)制得的粗产品中含有Fe(OH)3、KCl等杂质。一种提纯方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L-1KOH溶液中,用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥。
①第一次和第二次过滤得到的固体分别对应的是(填化学式)____________、_________,过滤时不用普通漏斗而采用砂芯漏斗的原因是________________。
②晶体用乙醇洗涤的原因是__________________。
某溶液中,可能含有下表所列离子中的某几种:
取少量该溶液,向其中加入某试剂X,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂X的体积(V)关系如下图所示:
(1)若X是NaOH溶液,原溶液中一定含有的阴离子有_________________;BC段反应的离子方程式为______________。
(2)若X是盐酸,则原溶液中一定含有的金属阳离子是____________;AB段发生反应的总离子方程式为____________;OA段生成沉淀的物质的量之比为________________。
A、B、C、D均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的关系如图a所示(部分产物已略去)。
(1)若A为非金属单质,D是空气的主要成分之一,请写出B的电子式______________。
(2)若A为金属单质,D是某强酸的稀溶液,则反应C+D→B的离子方程式为_____________________。
(3)若A为强碱,D为气态氧化物。B的水溶液露置于空气中一段时间,其pH变化如图b所示,则其pH变化的原因是____________(用离子方程式表示)。
根据题目要求,回答下列问题:
(1)某同学用乙醇、乙酸和浓硫酸制取乙酸乙酯,装置如图所示。该反应的化学方程式为___________。装置中干燥管的作用是__________,小试管中的试剂为_____________。
(2)某芳香烃A的相对分子质量为104,其中碳的质量分数为92.3%。则A的结构简式为_____________。在一定条件下,A发生聚合反应得到一种高分子化合物,该反应的化学方程式为_____________。A与氢气完全加成后产物的一氯代物共有____________种。