有一种锂离子电池,在室温条件下可进行循环充放电,实现对磁性的可逆调控。一极为纳米Fe2O3,另一极为金属锂和石墨的复合材料,电解质只传导锂离子。电池总反应为:Fe2O3+6Li2Fe+3Li2O,关于此电池,下列说法不正确的是

A.放电时,此电池逐渐靠近磁铁

B.放电时,正极反应为Fe2O3+6Li++6e-= 2Fe+3Li2O

C.放电时,正极质量减小,负极质量增加

D.充电时,阴极反应为Li++e-=Li

 

一些净水器推销商在推销其产品时,进行所谓的电解水法实验,将纯净水与自来水进行对比。当电解装置插入纯净水和自来水中通电数分钟后,纯净水颜色无变化或略显黄色,而自来水却冒出气泡并生成灰绿色或红棕色的沉淀。根据上述现象,下列选项说法正确的是(  )

A.通电时,铝片做阳极,铁片做阴极

B.生成的气泡、红棕色或灰绿色的沉淀都是电解的直接或间接产物

C.通过对比,确实能说明自来水中含有大量对人体有毒有害的物质

D.铁片的电极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-

 

环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。下列说法错误的是(   

A.制备二茂铁总反应为:Fe+2=+H2

B.电解制备需要在无水条件下进行

C.Ni电极与电源负极连接

D.阳极电极反应为:2Br2e=Br2

 

20193月,我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池,其原理如图所示。下列说法不正确的是

A. 放电时B电极反应式为:I2+2e-=2I-

B. 放电时电解质储罐中离子总浓度增大

C. M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜

D. 充电时,A极增重65g时,C区增加离子数为4NA

 

用电化学法制备LiOH的实验装置如图,采用惰性电极,a口导入LiCl溶液,b口导入LiOH溶液,下列叙述正确的是(

A.通电后阳极区溶液pH增大

B.阴极区的电极反应式为4OH–4eO2↑+2H2O

C.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.25molCl2生成

D.通电后Li+通过交换膜向阴极区迁移,LiOH浓溶液从d口导出

 

微生物燃料电池可净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学产品,图1为其工作原理,图2为废水中Cr2O72-离子浓度与去除率的关系。下列说法正确的是

A.M为电池正极,CH3COOH被还原

B.外电路转移4mol电子时,M 极产生22.4LCO2

C.反应一段时间后,N极附近的溶液pH下降

D.Cr2O72-离子浓度较大时,可能会造成还原菌失活

 

[化学——选修5:有机化学基础]环丙贝特(H)是一种降血脂药物,可明显降低极低密度和低密度脂蛋白水平,并升高高密度脂蛋白,通过改善胆固醇的分布,可减少CHLDL在血管壁的沉积,还有溶解纤维蛋白和阻止血小板凝聚作用。如图是合成环丙贝特的一种新方法:

回答下列问题:

(1)C的化学名称为______________________

(2)F中含氧官能团的名称为______________

(3)H的分子式为________________________

(4)反应①的反应类型为___________,反应④的化学方程式为______________________

(5)M的同分异构体,能与NaHCO3溶液反应产生气体,则M的结构共有种____(不考虑立体异构);其中1HNMR中有3组峰,且峰面积之比为621的结构简式为_______

(6)利用Wittig反应,设计以环己烷为原料(其他试剂任选),制备的合成路线:______________________

 

为分析某有机化合物A的结构,进行了如下实验:

1)向NaHCO3溶液中加入A,有气体放出,说明A中含有___________官能团(写结构简式)。

2)向NaOH溶液中加入少许A,加热一段时间后,冷却,用HNO3酸化后再滴加AgNO3溶液,产生淡黄色沉淀,说明中A还有___________官能团(写名称)。

3)经质谱分析,Mr(A)=153,且A中只有四种元素,则A的分子式为___________

4)核磁共振氢谱显示,A的氢谱有3种,其强度之比为122,则A结构简式为___________

5)已知A可发生如下图所示的转化:

ABDE的反应类型分别为______________________

②写出下列反应的化学方程式CH_________________________

C的同分异构体有多种,写出与C具有相同的官能团的C的同分异构体的结构简式:___________________________;写出F的结构简式:________________________

G与过量的银氨溶液反应,每生成2.16gAg,消耗G的物质的量是__________mol

 

美托洛尔可用于治疗高血压及心绞痛,某合成路线如下:

回答下列问题:

1)美托洛尔分子中含氧官能团的名称是_____

2AB的反应类型是____G的分子式为____

3)反应EF的化学方程式为_______

4)试剂X的分子式为C3H5OCl,则X的结构简式为____

5B的同分异构体中,含有苯环且能发生水解反应的共有____种,其中苯环上只有一个取代基且能发生银镜反应的结构简式为_____

64-苄基苯酚()是一种药物中间体,请设计以苯甲酸和苯酚为原料制备4-苄基苯酚的合成路线:__________(无机试剂任用)。

 

有机化合物G可用来制备抗凝血药,可通过下列路线合成。

请回答:

1C+E→F的反应类型是____

2F中含有的官能团名称为____

3)在A→B的反应中,检验A是否反应完全的试剂为_____

4)写出G和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式_____

5)化合物E的同分异构体很多,符合下列条件的结构共____种。

①能与氯化铁溶液发生显色;②能发生银镜反应;③能发生水解反应

其中,核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为22211的结构简式为___

6E的同分异构体很多,所有同分异构体在下列某种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是___(填标号)。

a.质谱仪   b.红外光谱仪   c.元素分析仪   d.核磁共振仪

7)已知酚羟基一般不易直接与羧酸酯化。苯甲酸苯酚酯()是一种重要的有机合成中间体。请根据已有知识并结合相关信息,试写出以苯酚、甲苯为原料制取该化合物的合成路线流程图(无机原料任选)。____

 

[化学——选修3:物质结构与性质]铬元素在地壳中含量占第21位,是一种重要的金属。回答下列问题:

(1)基态铬原子的价电子排布式为_________________,根据价层电子判断铬元素中最高价态为___________价。铬元素的第二电离能________锰元素的第二电离能(填“>”“<”填“=”)

(2)无水氯化亚铬(CrCl2)的制备方法为在500℃时用含HClH2气流还原CrCl3,该过程涉及到的反应原理为____________________________________________(用化学方程式表示)

已知:氯化亚铬的熔点为820824℃,则其晶体类型为___________晶体。二价铬还能与乙酸根形成配合物,在乙酸根中碳原子的杂化形式为___________

(3)已知CrO5中铬元素为最高价态,画出其结构式:______________________

(4)Cr元素与H元素形成化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式为___________。已知:该晶胞的边长为437.6 pmNA表示阿伏加德罗常数的值,则晶体的密度为____g/cm3(列出计算式即可)

 

 

在照相底片的定影过程中,未曝光的溴化银(AgBr)常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解,反应生成Na3[Ag(S2O3)2];在废定影液中加入Na2S使Na3[Ag(S2O3)2]中的银转化为Ag2S,并使定影液再生。将Ag2S在高温下转化为Ag,就达到了回收银的目的。

1)铜、银、金在元素周期表中位于同一族相邻周期,基态铜原子的价电子排布式为___

2NaOS简单离子半径由大到小的顺序为___

3S2O32-离子结构如图所示,其中心硫原子的杂化轨道类型为___

4Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有__

A.离子键   B.共价键   C.范德华力    D.金属键   E.配位键

5)在空气中灼烧Ag2S生成AgSO2SO2分子中硫原子的价层电子对数为__,其分子空间构型为___SO2易溶于水,原因是__

6SO2具有较强的还原性,碳与熔融金属钾作用,形成的晶体是已知最强的还原剂之一,碳的某种晶体为层状结构,钾原子填充在各层之间,形成间隙化合物,其常见结构的平面投影如图所示,则其化学式可表示为___

7)现在人们已经有多种方法来测定阿伏加德罗常数,X射线衍射法就是其中的一种,通过对金晶体的X 射线衍射图像的分析,可以得出金晶体的晶胞属于面心立方晶胞(与铜的晶胞相似)。若金原子的半径为am,金的密度为ρg·cm3,金的摩尔质量为Mg·mol1,试通过这些数据列出计算阿伏加德罗常数的算式___

 

核电荷数依次增大的ABCDEF都是周期表中前四周期的元素,其中ABC是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,AC2为非极性分子,BC的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高,E原子的一种核素的质量数为49,中子数为27F元素是第四周期元素中未成对电子数最多的元素,FCl3能与BC的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为211mol配合物与足量的AgNO3溶液反应能立即生成3molAgCl。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时需用元素符号表示)

1B氢化物与HCl反应生成的含有B元素粒子的空间构型是___________F元素原子的最外层电子数为________个。

2B3-离子分别与AC2及由BC组成的气态化合物互为等电子体,则BC组成的化合物化学式为_______________B3-离子还可以和某一价阴离子互为等电子体,该阴离子电子式为_________,这种阴离子常用于检验日常生活中的一种金属阳离子,则金属阳离子符号为_________

3B元素与同周期相邻元素的第一电离能由小到大的顺序为_______________

4B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是_______________

5F3+的核外电子排布式是_________________________FCl3形成的六配位的配合物化学式为________________________

6E的一种氧化物晶胞结构(长方体)如图所示,该氧化物的化学式为__________;若该晶胞的三个晶胞参数分别为:apmbpmcpm。则该氧化物的密度为____________g/cm3。(写出表达式即可)

 

[物质结构与性质]

能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始实行阳光计划,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。

1)原子数相同,价电子数也相同的微粒,称为等电子体。等电子体具有相似的化学键特征,性质相似。CO的结构式为_______________

2)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层,写出基态镍原子的核外电子排布式______

3)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能,在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途。富勒烯()的结构如图,分子中碳原子轨道的杂化类型为______1 mol 分子中键的数目为______

4)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓、硫化镉、硫化锌及铜锢硒薄膜电池等。

①第一电离能:As_____Se(“>”“<”“=”)

②硫化锌的晶胞中(结构如右图所示),硫离子的配位数是_______

 

③二氧化硒分子的空间构型为________

5)金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用,一种金属镁酞菁配合物的结构如下图,请在下图中用箭头表示出配位键。________________

 

铁被称为“第一金属”,铁及其化合物在生产、生活中有广泛用途。

1)铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用___摄取铁元素的原子光谱。

2FeC13的熔点为306℃,沸点为315℃。由此可知FeC13属于____晶体。FeSO4常作净水剂和补铁剂,SO42-的立体构型是____

3)铁氰化钾 K3[Fe(CN)6]是检验Fe2+的重要试剂。

①基态N原子的轨道表示式为____

②写出一种与铁氰化钾中配体互为等电子体的极性分子的化学式_____

③铁氰化钾中,所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为____

④铁氰化钾中,不存在___(填字母标号)

A.离子键    Bσ    Cπ    D.氢键    E.金属键

4)有机金属配位化合物二茂铁[(C5H5)2Fe]是汽油中的抗震剂。分子中的大Π键可用符号表示,其中m代表参与形成大Π键的原子数,n代表参与形成大Π键的电子数(如苯分子中的大Π键可表示为),则中的大Π键应表示为____,其中碳原子的杂化方式为____

5)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1molFe(CO)5分子中含__mol配位键。

6)某种磁性氮化铁的结构如图所示,N随机排列在Fe构成的正四面体空隙中。其中铁原子周围最近的铁原子个数为___;六棱柱底边长为acm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该磁性氮化铁的晶体密度为____g/cm3(列出计算式)。

 

铜及其化合物在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。

某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)来测定铜的相对原子质量,同时检验氯气的氧化性。

1)装置甲中发生反应的化学方程式是:__________

2)已知装置甲中B处有黄绿色的气体产生,且 BC ;则A________(填写连接的字母)

3)乙装置的a瓶中溶液可以是________(填标号)

A 酸性KMnO4溶液   B CCl4溶液   C 滴加有KSCN溶液的FeCl2溶液  D 饱和食盐水

4)在检查装置气密性后,加热丙装置硬质玻璃管里的CuO粉末前,还需要进行的操作为________

5)准确称量m g CuO进行实验,当CuO完全反应后测出b中增重n g。则Cu的相对原子质量为____________(只要求列出算式)。该实验方案的装置有不合理之处,若不加以改进会导致测定结果__________ (偏大偏小不变”)

6)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧CuCl2样品时,铜的焰色为__________(填标号)。

A 绿色             B 红色              C 紫色              D 黄色

7)向CuCl2溶液中通人H2S气体,可产生CuS沉淀,反应离子方程式为:Cu2+ + H2SCuS(s) + 2H+,则该反应的平衡常数K_________(保留一位小数)。已知:CuS溶度积Ksp1.0×10-36H2S电离常数Ka11.3×10-7Ka27.0×10-15

 

下图所示为常见气体制备、干燥、性质验证和尾气处理的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题,仪器装置可任意选用,必要时可重复选择。

1)若锥形瓶中盛装锌片,分液漏斗中盛装稀硫酸,可验证H2的还原性并检验其氧化产物。

 ①当仪器连接顺序为A→D→B→B→C时,两次使用B装置,其中所盛的药品依次是CuO____________

 ②检查好装置的气密性后加热B前必须进行的操作是_________________

2)若锥形瓶中盛装Na2O2固体,分液漏斗中盛装浓氨水,B中盛装固体催化剂,可进行氨的催化氧化,其反应产物为NOH2O

①各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序A→C→B→C,请写出B中氨的催化氧化反应方程式____________________________

②装置B中可能观察到的现象是_____________________________

3)若锥形瓶中盛装Na2SO3固体,分液漏斗中盛装H2SO4溶液,B中盛装Na2O2固体,可探究SO2气体与过氧化钠反应时是否有O2生成。根据气流方向,装置的连接顺序为:A→D→B→E,根据实验现象回答问题:

①若将带余烬的木条靠近E的导管口,木条复燃,SO2表现酸性氧化物的性质,则反应的方程式可能为:____________________

②若在E的导管口未收集到任何气体,SO2只表现还原性,则反应的方程式可能为:____________________

③装置B中观察到的现象是__________

 

硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品,将SO2通入Na2CO3Na2S混合溶液中可制得Na2S2O3。其制备装置如图所示。

1A中反应的化学方程式为_____

2)为保证Na2SNa2CO3得到充分利用,两者的物质的量之比应为____

3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通人的SO2不能过量,原因是___

4)待Na2SNa2CO3完全消耗后,结束反应。过滤B中的混合物,滤液经过_____(填操作名称)、过滤、洗涤、干燥,得到Na2S2O35H2O晶体。

5)称取10.0g产品(Na2S2O35H2O,相对分子质量为248),配成250mL溶液,取25.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用 0.1000 mol/L碘的标准溶液滴定。(反应原理为:2S2O32-+I2 = S4O62-+2I,忽略Na2SO3I2反应)。

①滴定终点的现象为____

②重复三次的实验数据如表所示,其中第三次读数时滴定管中起始和终点的液面位置如图所示,则x=____,产品的纯度为__

    

 

随着时代的发展,绿色环保理念越来越受到大家的认同,变废为宝是我们每一位公民应该养成的意识。某同学尝试用废旧的铝制易拉罐作为原材料、采用“氢氧化铝法”制取明矾晶体并进行一系列的性质探究。

制取明矾晶体主要涉及到以下四个步骤:

第一步:铝制品的溶解。取一定量铝制品,置于250mL锥形瓶中,加入一定浓度和体积的强碱溶液,水浴加热(93),待反应完全后(不再有氢气生成),趁热减压抽滤,收集滤液于250mL烧杯中;

第二步:氢氧化铝沉淀的生成。将滤液重新置于水浴锅中,用3 mol/L H2SO4调节滤液pH89,得到不溶性白色絮凝状Al(OH)3,减压抽滤得到沉淀;

第三步:硫酸铝溶液的生成。将沉淀转移至250mL烧杯中,边加热边滴入一定浓度和体积的H2SO4溶液;

第四步:硫酸铝钾溶液的形成。待沉淀全部溶解后加入一定量的固体K2SO4,将得到的饱和澄清溶液冷却降温直至晶体全部析出,减压抽滤、洗涤、抽干,获得产品明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2OM474g/mol]

回答下列问题:

(1)第一步铝的溶解过程中涉及到的主要反应的离子方程式为__________________________

(2)为了加快铝制品的溶解,应该对铝制品进行怎样的预处理:________________________

(3)第四步操作中,为了保证产品的纯度,同时又减少产品的损失,应选择下列溶液中的___(填选项字母)进行洗涤,实验效果最佳。

A.乙醇      B.饱和K2SO4溶液       C.蒸馏水      D.11乙醇水溶液

(4)为了测定所得明矾晶体的纯度,进行如下实验操作:准确称取明矾晶体试样4.0g于烧杯中,加入50mL 1mol/L盐酸进行溶解,将上述溶液转移至100mL容量瓶中,稀释至刻度线,摇匀;移取25.00 mL溶液干250 mL锥形瓶中,加入30 mL 0.10mol/L EDTA2Na标准溶液,再滴加几滴2D二甲酚橙,此时溶液呈黄色;经过后续一系列操作,最终用0.20 mol/L锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为紫红色,达到滴定终点时,共消耗5.00 mL锌标准溶液。滴定原理为H2Y2Al3AlY2HH2Y2(过量)Zn2ZnY22H(注:H2Y2表示EDTA2Na标准溶液离子)。则所得明矾晶体的纯度为_________%

(5)明矾除了可以用作人们熟悉的净水剂之外,还常用作部分食品的膨松剂,例如油条()的制作过程需要加入一定量的明矾,请简述明矾在面食制作过程作膨松剂的原理:_______

(6)为了探究明矾晶体的结晶水数目及分解产物,在N2气流中进行热分解实验,得到明矾晶体的热分解曲线如图所示(TG%代表的是分解后剩余固体质量占样品原始质量的百分率,失重百分率=×100%)

根据TG曲线出现的平台及失重百分率,30270℃范围内,失重率约为45.57%680810℃范围内,失重百分率约为25.31%,总失重率约为70.88%,请分别写出所涉及到30270℃、680810℃温度范围内这两个阶段的热分解方程式:________________________

 

过氧化钙是一种白色固体,微溶于冷水,不溶于乙醇,化学性质与过氧化钠类似。某学习小组设计在碱性环境中利用CaCl2H2O2反应制取CaO2·8H2O,装置如图所示:

回答下列问题:

1)小组同学查阅文献得知:该实验用质量分数为20%H2O2溶液最为适宜。市售H2O2溶液的质量分数为30%。该小组同学用市售H2O2溶液配制约20%H2O2溶液的过程中,使用的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外,还有___

2)仪器X的主要作用除导气外,还具有的作用是___

3)在冰水浴中进行的原因是___

4)实验时,在三颈烧瓶中析出CaO2·8H2O晶体,总反应的离子方程式为___

5)反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干获得CaO2·8H2O。下列试剂中,洗涤CaO2·8H2O的最佳选择是____

A.无水乙醇   B.浓盐酸   CNa2SO3溶液   DCaCl2溶液

6)若CaCl2原料中含有Fe3+杂质,Fe3+催化分解H2O2,会使H2O2的利用率明显降低。反应的机理为:

Fe3+ +H2O2=Fe2++H++HOO·

H2O2+X=Y +Z+W(已配平)

Fe2++·OH=Fe3++OH-

H+ +OH-=H2O

根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为___

7)过氧化钙可用于长途运输鱼苗,这体现了过氧化钙具有____的性质。

A.与水缓慢反应供氧     B.能吸收鱼苗呼出的CO2气体

C.能是水体酸性增强     D.具有强氧化性,可杀菌灭藻

8)将所得CaO2·8H2O晶体加热到150~160℃,完全脱水后得到过氧化钙样品。

该小组测定过氧化钙样品中CaO2的纯度的方法是:准确称取0.4000g过氧化钙样品,400℃以上加热至完全分解成CaOO2(设杂质不产生气体),得到33.60mL(已换算为标准状况)气体。

则:所得过氧化钙样品中CaO2的纯度为_____

 

次氯酸溶液是常用的消毒剂和漂白剂。某学习小组根据需要欲制备浓度不小于0.8mol/L的次氯酸溶液。

资料1:常温常压下,Cl2O为棕黄色气体,沸点为3.8℃42 ℃以上会分解生成Cl2O2Cl2O易溶于水并与水立即反应生成 HClO

资料2:将氯气和空气(不参与反应)按体积比1∶3混合通入潮湿的碳酸钠中发生反应2Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaCl2NaHCO3,用水吸收Cl2O(不含Cl2)制得次氯酸溶液。

(装置及实验)用以下装置制备次氯酸溶液。

回答下列问题:

1)各装置的连接顺序为___________________→E

2)装置A中反应的离子方程式是__________________________

3)实验中控制氯气与空气体积比的方法是_____________________

4)反应过程中,装置B需放在冷水中,其目的是_________________________

5)装置E采用棕色圆底烧瓶是因为______________________

6)若装置B中生成的Cl2O气体有20%滞留在E前各装置中,其余均溶于装置E的水中,装置E所得500mL次氯酸溶液浓度为0.8mol/L,则至少需要含水8%的碳酸钠的质量为_________g

7)已知次氯酸可被H2O2FeCl2等物质还原成Cl。测定E中次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案为:用________________准确量取20.00 mL次氯酸溶液,加入足量的________溶液,再加入足量的________溶液,过滤,洗涤,真空干燥,称量沉淀的质量。(可选用的试剂:H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液。)

 

某工厂废金属屑中主要成分为CuFeAl(含有少量Al2O3Fe2O3),某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。

请回答:

(1)胆矾的化学式为___________________

(2)溶液E为绿色溶液,则试剂X______________

(3)步骤I,首先加入温热NaOH溶液,作用是_________;-段时间后,再分批加入常温NaOH溶液,原因是___________

(4)在步骤II时,用如图装置制取CO2并通入溶液A中。-段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体C减少,可在ab间加-个盛有饱和_________溶液的洗气瓶。

(5)保存FeSO4溶液时,需要滴加少量硫酸溶液,再加入适量_______(填化学式),防止变质。

 

碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体,合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。工业上用软锰矿(主要成分是MnO2·MnO,含有少量Fe2O3Al2O3SiO2)制备碳酸锰的流程如下:

1浸取步骤中,MnO2·MnO发生反应的离子方程式为___,还能被K2SO3还原的物质有___(填化学式)。过滤时滤渣的主要成分是___

2)如表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH沉淀完全是指溶液离子浓度低于1.0×10-5mol·L-1),请补充完整由氧化后的溶液制备MnCO3的实验方案:向氧化后的溶液中加入____,调pH______,得较纯MnCl2溶液,加入KHCO3溶液沉锰得MnCO3(实验中可能用到的试剂为K2CO3溶液、盐酸)

3沉锰步骤的离子方程式为___,若Mn2+沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10-6mol·L-1,则Ksp(MnCO3)=___

4)实验室可以用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,原理为:Mn2++S2O82-+H2O---H++SO42-+MnO4-

①请配平上述离子方程式___

②确认Mn2+离子已经完全反应的现象是___

 

锌是一种常用金属,工业上利用锌焙砂(主要含ZnOZnFe2O4,还含有少量CaOFeOCuONiO 等)湿法制取金属锌的流程如图所示,回答下列问题。

已知:Fe的活泼性强于Ni

1ZnFe2O4可写成ZnOFe2O3,则ZnFe2O4H2SO4反应的化学方程式___

2)“净化Ⅰ”操作分为两步:

①将溶液中少量的 Fe2+氧化,下列试剂中可选用的是_____(填字母标号)。

A.新制氯水   B30 % H2O2溶液   CFeC13溶液   DKMnO4溶液

②加入ZnO,调节溶液pH3.3~6.7;加热到60℃左右并不断搅拌,加热搅拌主要目的是___

3)“净化Ⅰ”生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是____

4)“净化Ⅱ”中加入过量Zn的目的是______

 

氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业,随着工业的飞速发展,我国对氧化锌的需求量日益增加,成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣(主要成分为ZnO还含有铁、铝、铜的氧化物,Mn2Pb2Cd2)制取氧化锌的工艺流程如图所示:

已知:相关金属离子[c(Mn)0.1 mol/L]生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:

回答下列问题:

(1)为保证锌渣酸浸的充分,先保持酸过量,且c(H)0.5 mol/L左右。写出一种加快锌渣浸出的方法:_____________________________________

(2)为调节溶液的pH,则试剂X________(填化学式),且调节溶液pH的范围是________

(3)除杂时加入高锰酸钾的作用是___________,发生反应的离子方程式为_______________

(4)“过滤”所得滤渣的主要成分是___________ (填化学式)

(5)写出“碳化合成”的化学方程式:_________________________________;“碳化合成”过程需纯碱稍过量,请设计实验方案证明纯碱过量:_________________________________

 

工业上采用酸性高浓度含砷废水(砷主要以亚砷酸H3AsO3形式存在)提取中药药剂As2O3。工艺流程如下:

回答下列问题:

1)已知砷元素与N同一主族,原子比N原子多两个电子层,则砷元素的原子序数为________,“沉砷”中所用Na2S的电子式为_____________

2)已知:As2S3与过量的S2-存在以下反应:As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33- ;“沉砷”中FeSO4的作用是___________________________

3)“焙烧”过程中由于条件的原因,生成的三氧化二铁中混有四氧化三铁,证明四氧化三铁存在的试剂是_________________________________。(写名称)

4)调节pH=0时,由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为:_______________

5)一定条件下,用雄黄(As4S4)制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中,1molAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时,转移28mole-,则物质a___________。(填化学式)

6)某原电池装置如图,电池总反应为:AsO43-+2I-+H2OAsO33-+I2+2OH-。当P池中溶液由无色变成蓝色时,正极上的电极反应式为____________________________。一段时间后电流计指针不发生偏转。欲使指针偏转方向与起始时相反,可采取的措施是____________(举一例)。

 

碳及其化合物广泛存在于自然界。请回答下列问题:

1)反应Ⅰ:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)   ΔH1   平衡常数为K1

反应Ⅱ:Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)   ΔH2  平衡常数为K2

不同温度下,K1K2的值如下表:

现有反应Ⅲ:H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g),结合上表数据,反应Ⅲ是_______ (填“放热”或“吸热”)反应。

2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:

2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g)  ∆H<0

m为起始时的投料比,即m= n(H2)/ n(CO2)。

①图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为______________________

②图2m1m2m3从大到小的顺序为________________________

③图3表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质化学名称为______________T4温度时,该反应平衡常数KP的计算式为(不必化简)_______________________

3)已知:NH3·H2OKb=1.7×105H2CO3Ka1=4.3×107Ka2=5.6×1011。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术,工艺流程是将烟气冷却至15.5℃~26.5℃后用氨水吸收过量的CO2。所得溶液的pH___________7(填“>”、“=”或“<”)。烟气需冷却至15.5℃~26.5℃的可能原因是____________

4)为了测量某湖水中无机碳含量,量取100mL湖水,酸化后用N2吹出CO2,再用NaOH溶液吸收。往吸收液中滴加1.0mol/L盐酸,生成的V(CO2)随V(盐酸)变化关系如图所示,则原吸收液中离子浓度由大到小的顺序为__________

 

随着科技的进步,合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,可由CH3NH2PbI2HI为原料合成,制取甲胺的反应为CH3OH(g)NH3(g)CH3NH2(g)H2O(g)  ΔH。回答下列问题:

1)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成,已知

COg+O2g═CO2g  H1=-284kJ/mol

H2g+O2g═H2Og  H2=-248kJ/mol

CH3OHg+O2g═CO2g+2H2Og  H3=-651kJ/mol

CO(g)2H2(g)CH3OH(g)ΔH=___

2)在一定条件下,将1molCO2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:

①平衡时,MCH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为____

X轴上b点的数值比a___(”)。某同学认为图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是___

3)实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的PbI2,常温下,PbI2饱和溶液(呈黄色)c(Pb2)1.0×103mol·L1,则Ksp(PbI2)___;已知Ksp(PbCl2)1.6×105,则转化反应PbI2(s)2Cl(aq)PbCl2(s)2I(aq)的平衡常数K___

4)分解HI曲线和液相法制备HI反应曲线分别如图1和图2所示:

①反应H2(g)I2(g)2HI(g)ΔH__(填大于或小于)0

②将二氧化硫通入碘水中会发生反应:SO2I22H2O3H+HSO4-2II2II3-,图2中曲线ab分别代表的微粒是______(填微粒符号);由图2知要提高碘的还原率,除控制温度外,还可以采取的措施是___

 

工业上可用一氧化碳合成可再生能源甲醇。

(1)已知:Ⅰ.3CO(g)6H2(g)CH3CHCH2(g)3H2O(g)   H1=-301.3kJ/mol

.3CH3OH(g)CH3CHCH2(g)3H2O(g)      H2=-31.0kJ/mol

COH2合成气态甲醇的热化学方程式为___________________________________

(2)某科研小组在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下,在500℃时,研究了n(H2)n(CO)分别为2152CO的转化率变化情况(如图1所示),则图中表示n(H2)n(CO)21的变化曲线为___________(填“曲线a”或“曲线b),原因是_______________________________

(3)某科研小组向密闭容器中充入一定量的COH2合成气态甲醇,分别在AB两种不同催化剂作用下发生反应,一段时间后测得CH3OH的产率与温度的关系如图2所示。下列说法正确的是____________(填选项字母)

a.使用催化剂A能加快相关化学反应速率,但催化剂A并未参与反应

b.在恒温恒压的平衡体系中充入氩气,CH3OH的产率降低

c.2v(CO)v(H2)时,反应达到平衡状态

(4)一定温度下,在容积均为2L的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。

若甲容器平衡后气体的压强为开始时的,则该温度下,该反应的平衡常数K______,要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则乙容器中c的取值范围为_____________________________________

(5)CO与日常生产生活相关。

①检测汽车尾气中CO含量,可用CO分析仪,工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2。则负极的电极反应式为__________________

②碳酸二甲醋[(CH3O)2CO]毒性小,是一种绿色化工产品,用CO合成(CH3O)2CO,其电化学合成原理为4CH3OH2COO22(CH3O)2CO2H2O,装置如图3所示:

写出阳极的电极反应式:________________________________________

 

碳及其化合物广泛存在于自然界。请回答下列问题:

1)反应Ⅰ:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)   ΔH1   平衡常数为K1

反应Ⅱ:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)   ΔH1   平衡常数为K2

不同温度下,K1K2的值如下表:

现有反应Ⅲ:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g),结合上表数据,反应Ⅲ是___(填“放热”或“吸热”)反应,为提高CO2的转化率可采用措施有___(写出任意两条)。

(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)  ∆H<0。设m为起始时的投料比,即m= n(H2)/ n(CO2)

①图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为______

②图2m1m2m3从大到小的顺序为____

③图3表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质化学名称为____T4温度时,该反应平衡常数KP的计算式为____

3)工业上常用高浓度的 K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如图:

①在阳极区发生的反应包括____H++HCO3- ==CO2+H2O

②简述CO32-在阴极区再生的原理:____

 

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