硫和钙的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射波长为_____(填字母)nm。
A.435 B.500 C.580 D.605 E.700
(2)元素S和Ca中,第一电离能较大的是_____(填元素符号),其基态原子核外电子排布式为__________________。
(3)通过X射线衍射实验发现,石膏(CaSO4• 2H2O)中存在SO42-离子。SO42-离子的几何构型为_________________,中心原子的杂化形式为_________________。
(4) 基态Ca原子中,核外电子占据最高能层的符号是______,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______________。钙元素和锰元素属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钙的熔点、沸点等都比金属锰低,原因是_____________________________。
(5)过氧化钙晶体的晶胞结构如图所示,已知该晶胞的密度是ρ g • cm-3,则晶胞结构中最近的两个Ca2+间的距离为_______________________________ nm (列算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的数值),与Ca2+紧邻O22-的个数为______。
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在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
(1)该反应的化学平衡常数表达式K=________。
(2)已知在700 ℃时,该反应的平衡常数K1=0.6,则该温度下反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2=________,反应1/2CO2(g)+1/2H2(g) 1/2CO(g)+1/2H2O(g)的平衡常数K3=________。
(3)已知在1 000 ℃时,该反应的平衡常数K4为1.0,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。(填编号)
A.容器中压强不变
B.c(CO2)=c(CO)
C.生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
D.混合气体的平均相对分子质量不变
(5)在1 000 ℃下,某时刻CO2的物质的量为2.0 mol,则此时v正________v逆(填“>”、“=”或“<”)。该温度下反应达到平衡时,CO2的转化率为________。
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硫酸锰在电解锰、染料、造纸以及陶瓷等工业生产中有广泛的应用。利用软锰矿( 主要成分为MnO2,含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制得硫酸锰的流程如下:
(1)“酸浸”时,为了缩短浸取时间,常加入少量FeSO4溶液,FeSO4的作用可能是___________________;MnO2、ZnS 及硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式为______________________。
(2)常温下,Ksp(ZuS) =1.2×l0-24、Ksp(MnS)=1.5×10-15,“沉锌”反应为:Zn2+(aq)+MnSZnS+Mn2+(aq),该反应的平衡常数K=__________________。
(3)在强酸性条件下加入MnO2 氧化Fe2+ 的离子方程式为___________________。
(4)“除铁”时需要调节pH 约为3~4,过滤所得的滤渣2 中除MnO2 以外的另一种物质是________________。(写化学式)
(5)该工艺流程中可以循环利用的物质是____________________。
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铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表的第______族,其基态原子中未成对电子个数为________。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为_________________________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____________________________。
(3)尿素[CO(NH2)2]分子中,碳原子为_______杂化,分子中σ键与π键的数目之比为_________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需知道的数据是 ________________________________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________________。
(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为____________。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
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I.根据下表所示化学反应与数据关系,回答下列问题:
化学反应 | 平衡常数 | 温度 | |
973 K | 1173 K | ||
①Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g) | K1 | 1.50 | 2.15 |
②Fe(s)+H2O(g)⇌FeO(s)+H2(g) | K2 | 2.40 | 1.67 |
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) | K3 | ? | ? |
(1)反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在973K时,K3=_________。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动,可采取的措施有______(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积 B.扩大反应容器的容积 C.升高温度
D.使用合适的催化剂 E.设法减小平衡体系中的CO浓度
Ⅱ.无机和有机氰化物在工农业生产中应用广泛,尤其是冶金工业常用的氰化物,含氰废水的处理显得尤为重要。含氰废水中的氰化物常以[Fe(CN)6]3-和CN-的形式存在,工业上有多种废水处理方法。
(1)电解处理法:
用如图所示装置处理含CN-废水时,控制溶液pH为9~10并加入NaCl,一定条件下电解,阳极产生的ClO-将CN-氧化为无害物质而除去。铁电极为__________(填“阴极” 或“阳极”),阳极产生ClO-的电极反应为__________________________,阳极产生的ClO-将CN-氧化为无害物质而除去的离子方程式为__________________________。
(2)UV(紫外光线的简称)—H2O2氧化法。
实验过程:取一定量含氰废水,调节pH,加入一定物质的量的H2O2,置于UV工艺装置中,
光照一定时间后取样分析。
【查阅资料】
①在强碱性溶液中4[Fe(CN)6]3-+4OH-===4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O,[Fe(CN)6]4-更稳定;
②[Fe(CN)6]3-转化为CN-容易被H2O2除去;
③HCN是有毒的弱酸,易挥发。
【问题设计】
①请写出HCN的电子式________________。
②含氰废水在不同pH下的除氰效果如图所示,pH选择的最佳范围应为________________(选填编号:.7~10;.10~11;.11~13),解释该pH不宜太大的原因___________________。
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以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料制取复合氧化钴的流程如下:
(1)用H2SO4溶解后过滤,得到的滤渣是____(填化学式)。将滤渣洗涤2~3次,再将洗液与滤液合并的目的是____。
(2)在加热搅拌条件下加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式是____。
(3)已知:铁氰化钾的化学式为K3[Fe(CN)6];亚铁氰化钾的化学式为K4[Fe(CN)6]。
3Fe2++2[Fe(CN)6]3− =Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4− = Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
确定Fe2+是否氧化完全的方法是____。(仅供选择的试剂:铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
(4)向氧化后的溶液中加入适量的Na2CO3调节酸度,使之生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出该反应的离子方程式:____。
(5)已知CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴沉淀中加入足量稀盐酸边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤的原因是____。
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自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题:
(1)2010年和2012年,俄罗斯的杜布纳联合核研究所两次成功合成了超重元素,中文名为“石田”。元素可由反应得到,该反应________(填“是”或“不是”)化学反应。的质子数为________。
(2)的同族元素F的一种化合物为,若该化合物分子中的每个原子都达到8电子稳定结构,则的电子式为________,该分子内存在的共价键类型有________。
(3)该族中的另一元素广泛存在于海水中,利用“膜”技术可以分离离子交换膜分为“阳膜”、“阴膜”、“单价阳膜”、“单价阴膜”、“双极性膜”等,单价阳膜允许+1价阳离子透过,单价阴膜允许-1价阴离子透过,双极性膜可将水解离为和,并实现其定向通过。BMSED电渗析技术可同步实现粗盐水中一二价盐的选择性分离和一价盐的酸碱制备,结构如图所示,指出膜名称:X是________、Z是________;阳极室的电极反应式为________。
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化合物H是一种香料,存在于金橘中,可用如下路线合成:
回答下列问题:
(1)11.2 L(标准状况)的烃A在氧气中充分燃烧可以产生88g CO2和45gH2O。A的分子式是___________。
(2)D的名称(系统命名)为____________________;
(3)在催化剂存在下1mol F与2 mol H2反应,生成3-苯基-1-丙醇,F的结构简式是_______________;
(4)反应①的反应类型是___________________;
(5)反应②的化学方程式为___________________;
(6)与G具有相同的官能团的芳香类同分异构体有________种(不含G),其中HNMR中有五组峰,峰面积比为1∶1∶2∶2∶2的异构体的结构简式:___________________ 。
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下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表某一元素。
B | C | D | |||||
A | E | F |
(1)A的的最高价氧化物对应水化物的电子式为__________。
(2)R是由表中已标出的A~F 中某三种元素组成的化合物,是常见家用消毒剂的主要成分,其化学名称为_____________;Na2FeO4是工业常用的消毒剂,利用R 制备Na2FeO4的原理如下,请补齐缺少的物质,并配平反应方程式的系数:___ Fe(OH)3 + ___R(________) + ___ NaOH = ____ Na2FeO4 + ___ NaCl + ____H2O
(3)气态氢化物沸点:D _____ E;元素形成的简单离子的半径:A _____ D(填“>”,“<”或“=”)
(4)E 的某种氧化物通入F 单质的水溶液中,并不能增大F 单质水溶液的漂白性,请结合方程式说明______________________________________________________________。
(5)由表中未标出的某种金属元素的单质G ,可以发生如图所示的转化:
①写出 G 转化为 K 的化学方程式________________________________________。
②写出 L 转化为 M 的离子方程式________________________________________。
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(化学选修3——物质结构与性质)硫、钴及其相关化合物用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态Co原子价电子轨道表达式为____,第四电离能I4(Co)<I4(Fe),其原因是____;Co与Ca同周期且最外层电子数相同,单质钴的熔沸点均比钙大,其原因是____。
(2)单质硫与熟石灰加热产物之一为CaS3,S32-的空间构型是____,中心原子杂化方式是____,与其互为等电子体的分子是____(任写1种)。
(3) K 和Na位于同主族,K2S的熔点为840℃,Na2S的熔点为950℃,前者熔点较低的原因是____。
(4)S 与O、Se、Te位于同一主族,它们的氢化物的沸点如下左图所示,沸点按图像所示变为的原因是____。
(5)钴的一种化合物晶胞结构如上图所示。
①已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),C点为(1/2,1/2,1/2),则B点的原子坐标参数为____。
②已知晶胞参数为a=0.5485nm,则该晶体的密度为____g·cm-3 (列出计算表达式即可)。
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