近年来,高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费需求增长较快。实验室可用二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下:
(1)第①步中采用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因是(用化学方程式表示)________________________________________。
(2)KOH、KClO3和MnO2共熔反应生成墨绿色K2MnO4的化学方程式为________________________________________。
(3)第④步通入CO2可以使MnO42—发生反应,生成MnO4—和MnO2。则K2MnO4完全反应时,转化为KMnO4的百分率约为________(精确到0.1%)。
(4)第⑤步趁热过滤的目的是______________________________________。
(5)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时,停止加热,冷却结晶、________、洗涤、干燥。干燥过程中,温度不宜过高,因为____________________________________。
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铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:
(1)铜原子基态电子排布式为 ;
(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm-3,则铜晶胞的体积是 cm3、晶胞的质量是 g,阿伏加德罗常数为 (列式计算,已知A1(Cu)=63.6);
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种化学式为 ;
(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是 ,反应的化学方程式为 。
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过渡金属元素铁能形成多种配合物,如:Fe(CO)x等。
1.①基态Fe3+的M层电子排布式为 .
②尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是 、 ;
③配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则 x= . Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为﹣20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于 (填晶体类型).
2.O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 .已知该晶胞的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a= cm.(用含ρ、NA的计算式表示)
3.下列说法正确的是
A. 第一电离能大小:S>P>Si
B. 电负性顺序:C<N<O<F
C. 因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低
D. SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线型,相同条件下SO2的溶解度更大
E. 分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
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盐泥是氯碱工业中的废渣,主要成分是镁的硅酸盐和碳酸盐(含少量铁、铝、钙的盐)。实验室以盐泥为原料制取MgSO4•7H2O的实验过程如下:
已知:①室温下Ksp[Mg(OH)2]=6.0×10﹣12.②在溶液中,Fe2+、Fe3+、Al3+从开始沉淀到沉淀完全的pH范围依次为7.1~9.6、2.0~3.7、3.1~4.7.③三种化合物的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示.
(1)在盐泥中加入稀硫酸调pH为1~2以及煮沸的目的是 ;
(2)若室温下的溶液中Mg2+的浓度为6.0mol•L﹣1,则溶液pH≥ 才可能产生Mg(OH)2沉淀;
(3)由滤液Ⅰ到滤液Ⅱ需先加入NaClO调溶液pH约为5,再趁热过滤,则趁热过滤的目的是 ,滤渣的主要成分是 ;
(4)从滤液Ⅱ中获得MgSO4•7H2O晶体的实验步骤依次为①向滤液Ⅱ中加入 ;②过滤,得沉淀;③ ;④蒸发浓缩,降温结晶;⑤过滤、洗涤得产品;
(5)若获得的MgSO4•7H2O的质量为24.6g,则该盐泥中镁[以Mg(OH)2计]的百分含量约为 (MgSO4•7H2O的相对分子质量为246);
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铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用,请回答下列问题:
(一)高炉炼铁过程中发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数 如下:
温度/℃ 1000 1115 1300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
(1)该反应的平衡常数表达式K= ;△H 0(填“>”、“<”或“=”).
(2)欲提高上述反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是 .
A.提高反应温度 B.移出部分CO2
C.加入合适的催化剂 D.减小容器的容积
(3)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,此时υ正 υ逆(填“>”、“<”或“=”).经过10min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)= .
(二)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂.
(4)一定条件下Fe(OH)3与KClO在KOH溶液中反应可制得K2FeO4,其中反应的氧化剂是 ;生成0.5mol K2FeO4转移电子的物质的量是 mol.
(5)从环境保护的角度看,制备K2FeO4较好的方法为电解法,其装置如图所示.电解过程中阳极的电极反应式为 .
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丰富多彩的现代生活离不开香料,香豆素是一种重要的有机香料。实验室合成香豆素的路径如下:
(1)香豆素的分子式为 ,(Ⅳ)中含氧官能团的名称 。
(2)(Ⅰ)与H2反应生成邻羟基苯甲醇,邻羟基苯甲醇的结构简式为 。
(3)反应①、②的反应类型依次是 。
(4)反应④的化学方程式是 。
(5)Ⅴ是(Ⅳ)的同分异构体,Ⅴ的分子中含有苯环且无碳碳双键,苯环上含有两个邻位取代基,且能够发生酯化反应和银镜反应。则Ⅴ的结构简式为 (任写一种)。
(6)一定条件下,与CH3CHO两者之间能发生类似①、②的两步反应,则生成有机物的结构简式为 。
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(14分)尿素可作为H2O2的稳定载体,生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2],其合成工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)操作I、II的名称分别是________、_________。CO(NH2)2·H2O2分子中尿素和过氧化氢之间以________结合,其结合力较弱,具有尿素和过氧化氢双重性质。
(2)工业上生产尿素所需的原料气可由天然气与水反应制备,已知:
①甲烷、氢气的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol
②H2O(l)=H2O(g) H =+44.0kJ/mol
写出CH4与水蒸气作用生产CO2和H2的热化学方程式: 。
(3)为测定产品中H2O2的含量,称取干燥样品12.0g配成250mL溶液,取25.00mL
于锥形瓶中,加入适量硫酸酸化,用0.20mol/LKMnO4标准溶液滴定,三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL.(KMnO4溶液与尿素不反应).
①完成并配平方程式:
②计算出产品中H2O2的质量分数为_____________。
(4)电解含尿素的废水既可以处理废水,又可制得纯氢,电解原理如图所示。电解池中隔膜仅阻止气体通过,A、B两极均为惰性电极。请写出阳极的电极反应方程为_____________。
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(1) 硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位,回答下列问题:
①BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为________和________。第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有________种。
②硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3BO3分子之间通过氢键相连,则1 molH3BO3的晶体中有________ mol氢键。
③B3N3H6可用来制造具有耐油、耐高温性能的特殊材料。写出它的一种等电子体物质的分子式________。
(2)写出Fe2+的最高能层的电子排布式________。
(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液体Ni(CO)n,该物质的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n= ________。
(4)常温时,氯化铬酰(CrO2Cl2)是易溶于CS2、CCl4的液体,则的分子结构最可能是________
(5)铜是第四周期最重要的过渡元素之一,其单质及化合物具有广泛用途。CuH的晶体结构如图所示,若CuH的密度为d g/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞中Cu与最近距离H原子的长度为________cm。
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[化学—选修 物质结构与性质]
第二周期中碳、氮、氧是构成生命物质的三种主要元素,在生产生活中也有着重要的应用。
(1)第二周期中,第一电离能处于B与N之间的元素有_______种。
(2)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为____________。
(3)NH3分子的VSEPR模型为_________,SO3分子的空间构型为_________。
(4)乙烯酮(CH2=C=O)是一种重要的有机中间体,可用CH3COOH在痕量(C2H5O)3P=O存在下加热脱H2O得到.乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型有_________;CH3COOH的沸点比HCOOCH3的高,其主要原因是_______________________________。
(5 CH2=CHCN是制备晴纶的原料,其分子中σ键和π键的个数之比为)_________(填最简整数比)。
(6)[LiC60]PF6与NaCl晶体具有类似的晶胞结构([LiC60]+表示1个Li+位于1个C60内部)。[LiC60]PF6晶体中包含的化学键有__________(填字母):
A 金属键 B 离子键 C 极性键 D 非极性键 E 范德华力
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硫酸工业用SO2制取SO3的反应为:2SO2+O22SO3△H=﹣47kJ/mol.不同温度下,反应的平衡常数如表:
温 度 | 200℃ 300℃ 400℃ |
平衡常数 | K1 K2 K3 |
(1)反应的平衡常数表达式为=
(2)下列描述中能说明上述反应已达到平衡的是 (填序号)
a.v(O2)正=2v(SO3)逆
b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化
d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(3)在上述平衡体系中加入18O2,当平衡发生移动后,SO2中18O的百分含量 (填增加、减少、不变)其原因是 .
(4)一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一恒容密闭容器中,平衡时SO3的体积分数为x.保持温度不变,若初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量分别为a、b、c,当a、b、c的取值满足下列关系时才能保证达到平衡时SO3的体积分数仍为x.① (填a与c的关系)、② (填b、c的关系).
(5)工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2,再用如图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4,阳极电极反应式 ,阳极区逸出气体的成分为 (填化学式).
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