铵明矾是一种广泛应用与医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土(含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等)为原料制备硫酸铝晶体Al2(SO4)3•18H2O]和铵明矾NH4Al(SO4)2•12H2O]的工艺流程如下图所示。
请回答下列问题:
(1)高岭土首先需要灼烧,实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有_________________(填字母)。
a.蒸发皿 b.泥三角 c.漏斗 d.酒精灯 e.三脚架 f.坩埚 g.烧杯 h.试管
(2)研究发现,随着酸熔温度升高,氧化铝的溶出率增大,但若酸熔时温度过高(超过240℃),SiO2不仅会消耗硫酸,导致氧化铝溶出率下降,还会同时产生高温的腐蚀性气体,该副反应的化学方程式为_____。
(3)要检验除铁后的滤液中是否含有Fe3+,应采取的实验方法为________;滤渣2的主要成分为______(填化学式)。
(4)中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液,先用硫酸调节酸铝比(溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比),再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体,写出该过程中的总反应方程式_______。
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世界上最早现并使用锌的是中国,明朝末年《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问題:
(1)基态Zn原子的电子占据能量最高的能层符号为_________,与Zn同周期的所有副族元素的基态原子中,最外层电子数与Zn相同的元素有_________种。
(2)硫酸锌溶于过量的氨水可形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①在[Zn(NH3)4]SO4中,阴离子的中心原子的轨道杂化类型为______________;
②在[Zn(NH3)4]SO4中,与Zn2+形成配位键的原子是______________________(填元素名称);
③写出一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式__________________;
④NH3极易溶于水,除因为它们都是极性分子外,还因为__________________。
(3)Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①与Zn原子距离最近的Zn原子有___________个;
②该化合物的化学式为___________;
③已知该晶体的晶胞参数a=541 pm,其密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。
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蛋白质是复杂的高分子化合物,分子中都含有C、H、O、N四种元素,可能还含有S、Fe、Cu等元素。
(1)Fe基态原子共有________种不同能级的电子,Cu2+的核外电子排布式为_________,C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是________。
(2)与N3-互为等电子体的分子为_______(写出一种),依据价电子对互斥理论,SO42-的空间构型为______,其中心原子的杂化方式为_______。
(3)[Cu(NH3)4]SO4晶体中,Cu2+与NH3之间的键型为_____,该化学键能形成的原因是_______。
(4)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图24所示。则铁镁合金的化学式为__ ,若该晶胞的边长为dnm , 则该合金的密度为__。
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碳和硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用,CO2的过渡排放会导致温室效应,而SO2 直接排放会对环境造成危害。
I.有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:
① 6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △Hl=-76.0kJ/mol
② C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H2=+113.4kJ/mol
则反应:3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g)的△H=_______。
II. SO2的尾气处理通常有以下几种方法:
(l)活性炭还原法
反应原理:恒温恒容时,2C(s)+2SO2(g)===S2(g)+2CO2(g)。反应进行到不同时间测得各物质的浓度如图:
①0~20min反应速率表示为v(SO2)=_________;
②30min时,改变某一条件平衡发生移动,则改变的条件最有可能是________;
③4Omin时,平衡常数K=__________。
(2)亚硫酸钠吸收法
① Na2SO4溶液吸收SO2的化学方程式为______________;
② 常温下,当吸收至NaHSO3时,吸收液中相关离子浓度关系一定不正确的是_____(填序号)。
a. c(Na+)+c(H+)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)
b. c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)
c. c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)
d.水电离出c(H+)=1×10-5mol/L
(3)电化学处理法
① 如图所示,Pt(II)电极的反应式为__________;
② 当电路中转移0.04mole-时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加____mol离子。
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砷化稼(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:
(1)基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]_______________。
(2)根据元素周期律,元素的电负性Ga______(填“大于”或“小于”, 下同)As,第一电离能B ____ Ga;BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的原因是_______。
(3)杀虫剂Na3AsO4中阴离子的空问构型为______,As原子采取________杂化。
(4)组成相似的GaF3和GaCl3晶体,前者属于离子晶体,后者属于分子晶体。从F-和Cl-结构的不同分析其原因是____________。
(5)原子晶体GaAs的晶胞参数a=xpm,它的晶胞结构如下图所示。该晶胞内部存在的共价健数为______;A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为______ (用x表示)pm ;该晶胞的密度为_____g·cm-3。(阿伏伽德罗常数用NA表示)。
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无水MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如下图所示(夹持仪器略去)。主要步骤如下:
步骤l:三颈瓶中装入10g镁屑和150mL无水乙醚,装置B中加入适量的液溴。
步骤2:缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。
步骤3:反应完毕后恢复至室温,过滤,将滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4:常温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160℃分解得无水MgBr2产品。
已知:①Mg和Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。
②MgBr2+3C2H5OC2H5= MgBr2·3C2H5OC2H5
请回答:
(1)仪器A的名称是___________,它在实验中的作用是____________。
(2)步骡2中,可以将B装置中的溴完全导入三颈瓶中的原因是_______;该实验如果将所用液溴一次性全部加入三颈瓶中,其后果是_____________。
(3)步骡3中,第一次过滤得到的固体物质是______;根据步骤3、4,请总结出三乙醚合溴化镁所具有的物理性质:_________。
(4)请根据Mg的性质设计实验证明O2的氧化性比N2的强:________。
(5)将步骤得到的产品在干燥器中冷却到室温后,称量,其质量为61.4g。则该实验制取MgBr2的产率是_____________。
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黄酮醋酸(F)具有独特抗癌活性,它的合成路线如下:
已知:RCN在酸性条件下发生水解反应: RCN RCOOH
(1)上述路线中A转化为B的反应为取代反应,写出该反应的化学方程式________。
(2)F分子中有3种含氧官能团,名称分别为醚键、_____________和______________。
(3)E在酸性条件下水解的产物可通过缩聚反应生成高分子化合物,该高分子化合物的结构简式为_________________________。一定条件
(4)写出一种符合下列条件的D.的同分异构体的结构简式________________。
①分子中有4种化学环境不同的氢原子
②可发生水解反应,且一种水解产物含有酚羟基,另一种水解产物含有醛基。
(5)对羟基苯乙酸乙酯()是一种重要的医药中间体。写出以A和乙醇为主要原料制备对羟基苯乙酸乙酯的合成路线流程图(无机试剂任选)。______________
合成路线流程图请参考如下形式:
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作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(AnD.re Geim)和克斯特亚·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯(如图)。
石墨 石墨稀
(1))石墨、金刚石、C60等互称为___________________;
(2)已知25℃,101KPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨) + O2(g) = CO2(g);△H=-393.51kJ.mol-1
C(金刚石) + O2(g) = CO2(g);△H=-395.41kJ.mol-1
C(金刚石)=C(石墨);△H =________kJ/mol
(3)石墨和金刚石相比,更稳定的是:________________;
(4)请用化学知识解释科学家为什么可以用特殊的胶带将石墨不断地粘撕得到石墨烯: _______________。
(5)12g石墨烯中含有___________NA个如图所示的六元环。
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下图所示转化关系(部分物质未列出)中,A的焰色反应呈黄色,C、D、E是常见气体且C、D是单质。
请回答下列问题:
(1)A的化学式为__________,电解时B在________极生成。
(2)工业上由D生成E的化学方程式为_____________。
(3)B溶液与G反应的离子方程式为_________________。
(4)上述转化中,属于非氧化还原反应的是__________(填数字代号)。
(5)取适量0.1mol/L 的F溶液,通入过量的E,现象是____________,充分反应后,所得溶液的pH=5.00,则此温度下残留在溶液中的c(Al3+)=________。[已知实验条件下Kap(G)=1.3×10-33]
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硫酸是中学化学中最常用的试剂之一。请回答下列问题:
(1)甲同学稀释浓硫酸的操作如下:用100mL量筒量取20mL 浓硫酸,并向其中小心地加入少量水,搅拌均匀,待冷却至室温后,再加入水至100mL刻度线,再搅拌均匀。该同学操作中的两处错误之处是__________、___________。
(2)乙同学准确配制3.6mol/L稀硫酸的操作为:量取20mL 18mol/L 浓硫酸,小心地倒入盛有少量水的烧杯中,搅拌均匀,待冷却至室温后转移到100ml 容量瓶中,用少量的水将烧杯等仪器洗涤2~3次,每次洗涤液也转移到容量瓶中,然后小心地向容量瓶加入水至刻度线定容,塞好瓶塞,反复上下颠倒摇匀。
①该实验中两次用到玻璃棒,其作用分别是_________、________。
②使用容量瓶前必须进行的一步操作是__________。
③在该实验中,以下操作正确的是_________(填字母)。
a.洗涤量取浓H2SO4后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
b.待稀释后的H2SO4溶液冷却至室温再转移到容量瓶中
c.转移前应将使用的容量瓶烘干
d.定容摇匀后,发现凹液面低于刻度线,又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
④若定容时不小心使液面超过了刻度线,应采取的措施是_______
(3)丙同学用已知物质的量浓度的硫酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,以酚酞作指示剂。
①滴定时,当观察到溶液_____________,即为滴定终点。
②某同学根据3次实验分别记录有关数据如下表:
滴定次数 | 待测NaOH溶液 的体积/mL | 0.0500mol/L硫酸的体积/mL | |
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
第一次 | 25.00 | 0.00 | 26.15 |
第二次 | 25.00 | 0.56 | 30.30 |
第三次 | 25.00 | 0.20 | 26.45 |
则待测NaOH溶液的浓度为___________,下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是_________(填字母)。
A.酸式滴定管未用标准硫酸润洗就直接注入标准硫酸
B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
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