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黑火药是我国古代的四大发明之一,距今已有1000多年的历史,其成分是木炭(C)、...

黑火药是我国古代的四大发明之一,距今已有1000多年的历史,其成分是木炭(C)、硫粉(S)和硝酸钾(KNO3)。回答下列有关问题:

(1)黑火药爆炸生成无毒的气体和K2S,该反应的化学方程式为________________

(2)Se与S同主族,则Se原子的核外电子排布式为〔Ar〕________,有____对成对电子。

(3)C、N、O、K的电负性由大到小的顺序是_________________

(4) 黑火药爆炸除生成K2S外,还生成少量K2S2,其结构类似于Na2O2。则K2S2中含有的化学键类型为_______________

(5) K2S遇酸生成H2S,H2S分子中,S原子的杂化轨道类型是_________;KNO3可电离出NO3-,NO3-的空间构型是______________

(6) K2S的晶胞结构如右图所示。其中K+的配位数为_______,若K2S晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞中距离最近的两个S2-核间距为_________cm(用NA表示阿伏伽德罗常数的值)

 

2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑ 3d104s24p4 16 O>N>C>K 离子键、共价键 sp3 平面三角形 4 【解析】本题考查选修3《物质结构与性质》,从基础知识入手,(1)生成无毒气体,此气体为N2和CO2,因此反应方程式:2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑;(2)Se位于第四周期VIA族元素,核外电子排布式为[Ar] 3d104s24p4,根据泡利原理和洪特规则,每个轨道最多容纳2个电子,且自旋方向相反,优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同,因此Se共有16对成对电子;(3)电负性越强,非金属性越强,同周期从左向右电负性增大,即电负性大小:O>N>C>K;(4)过氧化钠的电子式为,K2S2的电子式与Na2O2的相似,则K2S2含有化学键是离子键、共价键(非极性共价键);(5)H2S中S有2个σ键,孤电子对数(6-2)/2=2,价层电子对数为4,即杂化类型为sp3;NO3-中N含有3个σ键,孤电子对数(5+1-3×2)/2=0,NO3-空间构型为平面三角形;(6)根据晶胞的结构,K+的配位数为4,S2-微粒顶点和面心,属于晶胞个数为8×1/8+6×1/2=4,晶胞的质量为4×(78+32)/NAg,晶胞的体积为a 3cm3,根据密度的定义,ρ=440/(NA×a 3),距离最近的两个S2-距离是面对角线的一半,即为:。 点睛:本题考查物质的结构,此题从基础知识的角度考虑,杂化类型的判断:杂化轨道数等于价层电子对数,价层电子对数=σ键+孤电子对数,难点在晶胞的密度的计算,一般采用的方式为ρ=。  
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一种带有多孔结构的镍铝合金对H2具有较强的吸附性,其高催化活性和热稳定性使得该镍铝合金被用于很多工业过程中和有机合成反应中。下图是以镍黄铁矿(主要成分为NiS、FeS等)为原料制备该镍铝合金的工艺流程图:

回答下列问题:

(1)Ni(CO)4中C、O化合价与CO中的C、O化合价相同,则Ni化合价为_______价。

(2)在空气中“煅烧”生成Ni2O3和Fe2O3,写出Fe2O3的化学方程式________________

(3)操作“镍Ni(CO)4镍”的目的是__________

(4) Ni、Al高温熔融时,气体x的作用是___________。对“高温熔融”物冷却后,需要进行粉碎处理,粉碎处理的目的是________________

(5)“碱浸”可以使镍产生多孔结构,从而增强对H2的吸附性,“浸出液”中的主要离子是_____________;“浸出液”中的铝元素可循环利用,写出回收“浸出液”中的铝元素,并制备“高温熔融”时的原料Al的流程:_____________(示例:CuOCu2+Cu)。

 

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铁及其化合物在工业上有许多用途。回答下列有关问题:

(1) FeCl3可用于金属蚀刻、污水处理等。工业生产中FeCl3可由NaClO3氧化酸性FeCl2废液(含有的溶质为FeCl2、FeCl3、HCl)制备。

①写出NaClO3氧化酸性FeCl2废液的离子方程式:_______________

②测得pH=2的FeCl2废液中,c(Cl-)=5.3×10-2mol· L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol· L-1,则c(Fe2+)=____mol· L-1,若在FeCl3的某次生产中处理了1m3该FeCl2废液,则反应中转移的电子为_________mol。

(2)铁系氧化物材料在五金器材的抛光、光学仪器和玉石的磨光材料、吸波材料、半导体材料等方面得以广泛应用。在空气中加热FeCO3可制得铁系氧化物材料。已知:

①4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)  ΔH=-1648kJ·mol-1

②C(s)+O2(g)= CO2(g)  ΔH=-393kJ·mol-1

③2Fe(s)+2C(s) +3O2(g) =2FeCO3(s)  ΔH=-1480kJ·mol-1

则在空气中加热FeCO3生成铁系氧化物Fe2O3的热化学方程式为_____________

(3)已知在某种含铁催化剂作用下发生下列反应;CO(g)+3H2(g) CH4(g)+ H2O (g)  ΔH<0。

一定温度下和压强条件下,把1molCO和3molH2加入到压强为P0的恒压密闭容器中,测得不同时间CO的体积分数 (CO)如下表:

t/min

0

10

20

30

40

50

(CO)

0.250

0.230

0.214

0.202

0.200

0.200

 

 

①当______不再发生变化时(写出一条即可),则表明CO(g)+3H2(g) CH4(g)+ H2O (g)达到平衡。

②达到平衡时CO的转化率为________;若用平衡分压代替平衡浓度,则该温度下的平衡常数K=____(已知:气体分压=气体总压×体积分数)。

③若下图中表示该反应中CO的平衡转化率与温度、压强的关系。图中温度T1、T2、T3由高到低的顺序是______________

 

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氯苯在染料、医药工业中用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺、硝基酚等有机中间体。实验室中制备氯苯的装置如下图所示(其中夹持仪器及加热装置略去)

请回答下列问题:

(1)仪器a中盛有KMnO4晶体,仪器b中盛有浓盐酸。打开仪器b中的活塞,使浓盐酸缓缓滴下,可观察到仪器a内的现象是__________,用离子方程式表示产生该现象的原因:_______________

(2)仪器b外侧玻璃导管的作用是_____________

(3)仪器d内盛有苯,FeCl3粉末固体,仪器a中生成的气体经过仪器e进入到仪器d中。

①仪器e的名称是_________,其盛装的试剂名称是_____________

②仪器d中的反应进行过程中,保持温度在40~60℃,以减少副反应发生。仪器d的加热方式最好是___加热,其优点是____________

(4)仪器c的作用是______________

(5)该方法制备的氯苯中含有很多杂质,工业生产中,通过水洗除去FeCl3,HCl及部分Cl2,然后通过碱洗除去Cl2;碱洗后通过分液得到含氯苯的有机物混合物,混合物成分及沸点如下表:

有机物

氯苯

邻二氯苯

间二氯苯

对二氯苯

沸点/℃

80

132.2

180.4

173.0

174.1

 

 

从该有机物混合物中提取氯苯时,采用蒸馏的方法,收集_________℃作用的馏分。

(6)实际工业生产中,苯的流失如下表:

流失项目

蒸气挥发

二氯苯

其他

合计

苯流失量(kg/t)

28.8

14.5

56.7

100

 

 

某一次投产加入13t苯,则制得氯苯________t(保留一位小数)。

 

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W、X、Y、Z均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知W元素的原子形成的离子是一个质子;X、Y在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体;Z为同周期中原子半径最大的元素。下列有关说法正确的是

A. 四种元素均为非金属元素

B. W与X、Y形成的最简单分子的沸点:X>Y

C. Y、Z形成的化合物中只含离子键

D. W、Y、Z形成的化合物的电子式为

 

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硫酸锶(SrSO4)可用于烟火和陶瓷工业,该物质是矿物天青石的主要成分,可有Na2SO4溶液加入锶盐溶液沉淀而得。如图是硫酸锶的溶解曲线,下列说法正确的是

A. 图像中a、c两点的溶度积:Ksp(a)<Ksp(c)

B. 363K时的溶度积Ksp(SrSO4)=1.0×10-3.20

C. SrSO4的溶解度随温度升高而增大

D. 313K时,b点为饱和溶液,d点为不饱和溶液

 

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