新型钙钛矿太阳能电池是近几年来的研究热点,具备更加清洁、便于应用、制造成本低和效率高等显著优点,其中一种钙钛矿太阳能电池材料的晶胞如图。回答下列问题:
(1)铅或铅盐的焰色反应为绿色,下列有关原理分析的叙述正确的是_________(填字母)。
a.电子从基态跃迁到较高的激发态 b.电子从较高的激发态跃迁到基态
c.焰色反应的光谱属于吸收光谱 d.焰色反应的光谱属于发射光谱
(2)碳原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_________。基态Pb原子核外电子排布,最后占据能级的电子云轮廓图形状为___________。
(3)CH3NH3+中含有化学键的类型有________(填字母序号),N原子的杂化形式为______,与CH3NH3+互为等电子体的分子为_________
a.极性键 b. 非极性键 c.配位键 d. 离子键 e.σ键 f.π键
(4)NH4+中H—N—H的键角比NH3中H -N-H的键角大的原因是__________;NH3和水分子与铜离子形成的化合物中阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如右图),该化合物加热时首先失去水,请从原子结构角度加以分析:__________。
(5)与I- 紧邻的I- 个数为__________。X射线衍射实验测得晶胞参数:密度为a g·cm-3,则晶胞的边长为____________pm(该物质的相对原子质量为M,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。试运用所学知识,回答下列问题:
(1)已知在一定温度下,①C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H1=a kJ/mol 平衡常数K1;
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H2=b kJ/mol 平衡常数K2;
某反应的平衡常数表达式K3=,请写出此反应的热化学方程式:__________,K1、K2、K3之间的关系是:_____________。
(2)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示
(虚线表示平衡曲线)。
①该反应的平衡常数K随温度降低而________(填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是_____。
A.混合气体密度不再改变
B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变
D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为______。(不必化简,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)500℃时,CO与水反应生成CO2和H2。将CO2和H2分离得到H2的过程示意图如下。
①吸收池中所有离子浓度的等式关系是____________________________。
②结合电极反应式,简述K2CO3溶液的再生原理:___________________。
过渡金属催化的反应已成为重要的合成工具,贵金属成本高,会对环境造成的不利影响。因此研究成本低廉的含锰、铁、钴、镍、铜等催化剂应用成为热点。以下是以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程:
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol/L计算)
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Co2+ | 7.6 | 9.4 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Zn2+ | 5.4 | 8.0 |
回答下列问题:
(1)“酸浸”时通入SO2的目的是 ____________,反应的离子方程式为______________。
(2)“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层)ZnX2(有机层)+H2SO4(水层),由有机层获取ZnSO4溶液的操作是 __________________。
(3)“沉钴”时Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是 ____________。
(4)用得到的CoCO3等为原料采用微波水热法和常规水热法可以制得两种CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2价),均可用作H2O2分解的催化剂,有较高的活性。如图是两种不同方法制得的CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知:____________法制取得到的催化剂活性更高,由此推测Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是____________ 。
(5)用纯碱沉淀转化法也可以从草酸钴(CoC2O4)废料得到CoCO3,向含有CoC2O4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液,当有CoCO3沉淀生成时,溶液中=___________。[已知Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8 Ksp (CoCO3) =1.4×10- 13]
氨基羧酸盐在工业、农业、生活中都有着十分广泛的应用。氨基甲酸铵(NH2COONH4)可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等,甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]可用作补铁剂等。
已知:i. 氨基甲酸铵:白色固体,易分解,易水解;甘氨酸亚铁:易溶于水,难溶于乙醇。
ii. 甘氨酸:易溶于水,微溶于乙醇,两性化合物。
iii. 柠檬酸:易溶于水和乙醇,有较强酸性和还原性。
实验室制备方法如下:
I.制备氨基甲酸铵:反应的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(g) △H<0
(1)图Ⅰ装置制备NH3,则所选试剂为_________________
(2)图Ⅲ装置制备氨基甲酸铵,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。(注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。)
①从反应后的混合物中分离出产品的实验操作是_______________(填操作名称)
②图Ⅱ装置进行尾气处理,则双通玻璃管的作用________________
③液体石蜡鼓泡瓶的作用是________________
④发生器用冰水冷却的原因是________________
II.制备(NH2CH2COO)2Fe:装置如图(夹持和加热仪器已省略), 用CO2气体将装置中空气排净,加入药品后,滴入柠檬酸并加热。反应结束后过滤,将滤液蒸发浓缩,加入乙醇,过滤、干燥得到产品。
(3)烧杯中澄清石灰水的作用是_______________。
(4)柠檬酸可调节pH,体系pH与产率的关系如下表:
实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
体系pH | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 | 6.0 | 6.5 | 7.0 | 7.5 |
产率/% | 65.74 | 74.96 | 78.78 | 83.13 | 85.57 | 72.98 | 62.31 | 56.68 |
分析pH过低使产率下降的原因是___________;柠檬酸的作用还有_____(填序号)。
a.作反应终点指示剂 b.防止二价铁被氧化 c. 作催化剂 d. 促进FeCO3溶解
(5)乙醇的作用是________________。
(6)若产品的质量为m g,则产率为________________。
25℃时,体积均为20 mL、浓度均为0.1mol/L的两种酸HX、HY分别与0.1mol/L的NaOH溶液反应,所加NaOH溶液体积与反应后溶液的pH的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 加入10 mL NaOH溶液时,a点c(X-)<b点c(Y-)
B. b点溶液中,c(Y-)+2c(OH-)=c(HY)+2c(H+)
C. HY中加NaOH溶液至pH=7 时,所得溶液中c(Y-)=c(Na+)=c(OH-)=c(H+)
D. 25℃时,HX为强酸,HY为弱酸且Kb=10-8
短周期元素 W、X、Y 和 Z 的原子序数依次增大,元素 W 原子的最外层电子数与内层电子数相等,X 原子的最外层电子数是内层电子数的 2 倍,元素 Y 是地壳中含量最丰富的金属元素,Z 原子的最外层电子数是其电子层数的 2 倍。下列说法错误的是
A. 元素 Z 的最高价氧化物的水化物,在一定条件下可与 X 的单质发生反应
B. 元素 X 与元素 Z 均可形成含 18 个电子的气态氢化物
C. 元素 Y 的简单离子的半径小于 Z 的简单离子的半径,且二者在水溶液中不能大量共存
D. 元素 W、X 的氯化物中,各原子均满足 8 电子的稳定结构