二氧化氯(C1O2)是一种黄绿色气体,沸点为11℃,不稳定,在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。C1O2易溶于水但不与水反应,其水溶液在温度过高时有可能爆炸。某小组按照以下实验装置制备C1O2并验证其某些性质。
请回答下列问题:
(1)实验时A装置需要控制温度为60~80℃,则A装置加热的方式是___,该加热方式的优点是_____。
(2)通入氨气的主要作用有两个,一是可以起到搅拌作用,二是____。
(3)B装置的作用是___。C装置用来吸收C1O2,则C中液体易选用下列___(填序号)。
①热水 ②冰水 ③饱和食盐水
(4)装置D中C1O2与NaOH溶液反应可生成等物质的量的两种钠盐,其中一种为NaClO2,装置C中生成这两种钠盐的化学方程式为____。饱和NaClO2溶液在温度低于38℃时析出晶体NaC1O2•3H2O,在温度高于38℃时析出晶体NaClO2.请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:a.___;b.___;c.洗涤;d.干燥。
(5)设计一个简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性:___。
连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是印染工业的一种常用原料,又称保险粉,是一种白色粉末,易溶于水,但不溶于乙醇,在碱性介质中稳定。
(1)Na2S2O4中S元素的化合价为____。
(2)连二亚硫酸钠在潮湿空气中极不稳定,易分解并引起燃烧,甚至发生爆炸,反应的化学方程式为:2Na2S2O4=Na2S2O3+Na2SO3+___。保存“保险粉”时常加入少量Na2CO3固体,目的是___。
(3)Na2S2O4暴露于空气中易吸收氧气和水蒸气而变质,当氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2时,反应产物的化学式为____。
(4)工业上可用如图装置电解NaHSO3和NaC1溶液制Na2S2O4。总反应为:2NaHSO3+2NaC1Na2S2O4+2NaOH+C12↑
①惰性电极a连接电源的____(填“正极”或“负极”),其电极反应式为____;
②若不加隔膜,则连二亚硫酸钠产率降低,其原因是____。
向银离子的乙二胺四乙酸(EDTA)配合物溶液中,滴加用NaOH碱化的连二亚硫酸钠溶液可生成纳米级银粉,该方法能用来测定Na2S2O4纯度,其反应原理可简单表示为:2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag↓+2SO32-+2H2O。现取5.000g粗产品用上述方法测定纯度,将制得纳米级银过滤、洗涤、干燥、称量,其质量为4.320g。计算粗产品中连二亚硫酸钠的质量分数为____。测得连二亚硫酸钠的纯度比实际值小,若排除实验过程中的操作误差,分析可能的原因是____。
2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。利用处理后的废旧锂离子电池材料(主要成分为Co3O4,还含有少量铝箔、LiCoO2等杂质)制备CoO,工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)Co元素在元素周期表中的位置___。
(2)废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极回收的原因是___;提高“碱浸”效率的措施有____(至少写两种)。
(3)不同浸出剂“酸溶”结果如表:
出剂 | 浸出液化学成分/(g•L-1) | 钴浸出率/% | |
Co | Al | ||
(a)HCl | 80.84 | 5.68 | 98.4 |
(b)H2SO4 | 65.0 | 6.22 | 72.3 |
(c)H2SO4+Na2S2O3 | 84.91 | 5.96 | 98.0 |
①浸出剂(a)的钴浸出率最高,而实际工艺中一般不选用浸出剂(a)的原因是____。
②温度越高浸出反应速率越快,所以“酸溶”一般选用较高的温度。据此你选择的浸出剂是___(填序号),理由是___。
③从氧化还原角度分析,还原等物质的量的Co3O4,需要___(填“H2O2”或“Na2S2O3”)物质的量更少。
④综上分析,写出最合适的浸出剂与Co3O4反应的化学方程式____。
(4)已知:Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15,Ksp(Li2CO3)=1.7×10-3,Ksp(CoCO3)=1.5×10-13。若滤液2中Co2+含量为5.9×10-2g•L‑1,计算判断“沉碳酸钴”应调节pH不高于____。
第三代太阳能电池就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
(1)晶体硅中Si原子的杂化方式是___,基态Ga原子核外电子排布式为___。
(2)向硫酸铜溶液中逐滴滴加浓氨水,先出现蓝色絮状沉淀,后沉淀逐渐溶解得到[Cu(NH3)4]SO4的深蓝色透明溶液。
①NH3极易溶于水,除因为NH3与H2O都是极性分子外,还因为____。
②在[Cu(NH3)4]2+中Cu2+与NH3之间形成的化学键称为___,提供孤电子对的成键原子是___。
③[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个C1-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为___。
(3)某含铜化合物的晶胞如图所示,晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直。则晶胞中每个Cu原子与____个S原子相连,含铜化合物的化学式为____。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的密度为___g•cm‑3(用含a、b、NA的代数式表示)。
合成气(CO+H2)可利用甲烷与水蒸气重整反应制得。
(1)已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H1=-242kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-576kJ•mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=-802.6KJ•mo1-1
则甲烷和水蒸气重整反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H4=____。该反应的活化能E1=240.1kJ•mol-1,则逆反应的活化能E2=____。
(2)重整反应中CH4的平衡转化率与温度、压强关系[其中n(CH4):n(H2O)=1:1]如图1所示。
①图中A点的平衡常数KP=___(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数),比较A、B、C三点的平衡常数Kp(A)、KP(B)、KP(C)由大到小的顺序为___。
②图中压强P1、P2、P3由大到小的顺序为___,理由是____。
(3)在恒容密闭容器中充入2mol的CH4和H2O(曲混合气体,且CH4和H2O(g)的物质的量之比为x,相同温度下测得H2平衡产率与x的关系如图2所示。请比较a、b两点CH4的转化率a点___b点(填“>”、“<”、“=”下同),a点c(CH4)___b点c[H2O(g)]。当x=1时,下列叙述正确的是____(填序号)。
A.平衡常数K最大 B.CH4的转化率最大
C.氢气的产率最大 D.合成气的浓度最大
Li-SOCl2电池是迄今具有最高能量比的电池。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液(熔点-110℃、沸点78.8℃)是LiAIC14-SOCl2.电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2=4LiCi+S+SO2。下列说法错误的是( )
A.该电池不能在寒冷的地区正常工作
B.该电池工作时,正极反应为:2SOCl2+4e-=4C1-+S+SO2
C.SOC12分子的空间构型是平面三角形
D.该电池组装时,必须在无水无氧条件下进行