砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)画出砷的原子结构示意图____________。
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行,原因是________。
(3)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2
2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________。
(4)298 K时,将20 mL 3x mol·L−1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L−1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33−(aq)+I2(aq)+2OH− AsO43−(aq)+2I−(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43−)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________(填标号)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I−)=2v(AsO33−)
c. c (AsO43−)/c (AsO33−)不再变化
d. c(I−)=y mol·L−1
②tm时,v正_____ v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm时v逆_____ tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_____________。
④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为___________。
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重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
回答下列问题:
(1)步骤①的主要反应为:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________________。
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是____________,滤渣2的主要成分是_____________及含硅杂质。
(3)步骤④调滤液2的pH使之变____________(填“大”或“小”),原因是___________________(用离子方程式表示)。
(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃
步骤⑤的反应类型是___________________。
(5)某工厂用m1 kg 铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品 m2 kg,产率为_____________。
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绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:______________、_______________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是____________________。
②将下列实验操作步骤正确排序___________________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。
a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2,缓缓通入N2 e.称量A f.冷却至室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为_________(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为_______________。
a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。
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查尔酮是一种重要的化工原料,可以通过如下过程合成。请回答下列有关问题:
(1)已知A的分子式为C8H10,它的结构简式为_______。查尔酮的结构属于烯烃的_____ (填“顺式”或“反式”)异构。
(2) B转化成C的反应类刑属于________;C分子中含氧官能团为______。
(3)D物质在OH-存在时与苯甲醛反应的化学方程式为___________。
(4) D的同分异构体中,属于芳香醛的有_____种;其中核磁共振氢谱吸收峰种类最少的一种同分异构体的名称为________。
(5)参照上述合成路线,写出由CH3CH=CH2制取丙酮的流程图:____________。
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锂一磷酸氧铜电池正极的的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备:
2Na3PO4+CuSO4+2NH3·H2O= Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O
(1)写出基态Cu2+的电子排布式:_______________。
(2)PO43-的空间构型是___________________。
(3) P、S元素第一电离能大小关系为_____________________。
(4)氨基乙酸铜分子结构如图,碳原子的杂化方式为_____________,基态碳原子核外电子有
个空间运动状态。
(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,则1 mol该配合物含有的π键的数目
为____________________。
(6)铜晶体密堆积方式如图所示,铜原子的配位数为_______________,铜的原子半径为127.8pm,NA表示阿伏伽德罗常数的值,列出晶体铜的密度计算式________________g·cm-3
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钒及其化合物广泛用于催化剂和新型电池等。工业上以富钒炉渣(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)为原料提取五氧化二钒的工艺流程如下图所示:
(1)该工艺流程中可以循环利用的物质有______________。
(2)焙烧炉中发生的主要反应化学方程式为___________________,焙烧炉中可用Na2CO3代替NaCl与富钒炉渣焙烧制得偏钒酸钠。用Na2CO3代替NaCl的优点是____________________。
(3)234g固体偏钒酸铵在煅烧过程中,固体的质量减少值(△W)随温度变化的曲线如图所示。其分解过程中_________。(NH4VO3相对分子质量为117)
a.先分解失去NH3,再分解失去H2O
b.先分解失去H2O,再分解失去NH3
c.同时失去H2O和NH3
d.同时失去H2、N2和H2O
(4)为测定该产品的纯度,兴趣小组同学准确称取产品V2O5 2.0 g,加入足量稀硫酸使其完全生成(VO2)2SO4并配成250 mL溶液。取25.00 mL溶液用0.1000 mol· L-1的H2C2O4。标准溶液滴定,滴定到终点时消耗标准液10.00 mL。反应的离子方程式为:2VO2++ H2C2O4+2H+==2VO2++2CO2↑+2H2O。该产品的纯度为__________。
(5)V2O5具有强氧化性,能与盐酸反应生成氯气和VO+。该反应的离子反应方程式为____________。
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汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的粉末分解释放大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的固体粉末进行实验。经组成分析,确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明,固体粉末部分溶解。经检测,可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸。取13.0g化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙就在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。
请回答下列问题:
(1)甲的化学式为___________,丙的电子式为___________。
(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐,则反应的化学方程式为__________________。
(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为______________________,
安全气囊中红棕色粉末的作用是____________________。
(4)以下物质中,有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是________。
A.KCl B.KNO3 C.Na2S D.CuO
(5) 设计一个实验方案,探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物)____________________________。
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华法林是一种治疗心脑血管疾病的药物,其合成路径如下(部分反应条件略去):
已知:
① RCHO++ H2O(R 代表烃基);
② +R2OH(R1、R2、R3、代表烃基);
③芳香烃A的相对分子质量为92,核磁共振氢谱显示有四种化学环境的氢;
④B为A的一氯代物。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为_______________。
(2)由B生成C的化学方程式为______________________________________。
(3)D的含氧官能团名称是_____________,由E和N合成华法林的反应类型为_____________。
(4)1 mol E最多可以和_____________mol H2发生加成反应,由F生成K的化学方程式为____________________________________________________。
(5)F的同分异构体中能同时满足下列条件的共有_____________种(不含立体异构);
①能与FeCl3溶液发生显色反应
②既能发生银镜反应,又能发生水解反应
其中核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的是_____________(写结构简式)。
(6)由L转化为M的反应中,会有副反应链状高分子聚合物生成,若该链状高分子聚合物的平均相对分子质量为10000,则其平均聚合度约为_____________(填标号)。
a.47 b.55 c.61 d.73
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锌及其化合物在工农业生成中有广泛的应用,二氧化碳和乙二醇在ZnO或锌盐催化下可合成碳酸乙烯酯。
(1)基态锌原子的价电子排布式为_____________;在基态18O原子中,核外存在_____________对自旋相反的电子。
(2)乙二醇中C、H、O的电负性大小关系是_____________________;碳酸乙烯酯中碳原子的杂化轨道类型为_____________;1 mol碳酸乙烯酯中含有的σ键的数目为_____________________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)锌盐的水溶液中Zn2+可与H2O形成[Zn(H2O)6]2+,其中提供空轨道的是_____________(填微粒符号),[Zn(H2O)6]2+中所含化学键的类型为_______________。
(4)阴离子X-与CO2互为等电子体且X-内含共价键和氢键,则X-的化学式为_______________。
(5)—种锌金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,锌原子位于面心,则该合金中金原子与锌原子个数之比为_____________;若该晶体的晶胞棱长为a pm(1 pm=10-12 m),则该合金的密度为_____________g • cm-3(列出计算式,不要求计算结果,阿伏加德罗常数的值为NA)。
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氰化钠(NaCN)是一种重要的化工原料,在工业上有许多用途。NaCN有剧毒,含氰废水的工业处理流程如图所示。
已知:Ka(HCN)< Ka(CH3COOH),[Ag(CN)2]-(aq)Ag+(aq)+2CN-(aq)。
(1)氰化钠遇水会产生剧毒氢氰酸,写出该反应的离子方程式:_____________________________。
当物质的量浓度相同时,CH3COOH中水电离出的c(H+)_____________(填“大于”、“小于”或“等于”)HCN中水电离出的c(H+)。
(2)向发生塔中通入水蒸气的目的是____________________________________________________。
(3)氧化池中,C1O2可将CN-氧化。且产生两种无毒气体,当反应过程中转移了 6.02×1023个电子时,生成标准状况下气体的总体积是_____________L。
(4)氧化池中,也可用H2O2代替C1O2,反应后生成一种能使红色石蕊试纸变蓝的气体和一种常见的酸式盐,写出该反应的离子方程式:_______________________________________________________。
(5)电镀厂电镀银时需要降低镀层金属的沉积速率,使镀层更加致密。若电解液使用Na[Ag(CN)2]溶液,则阴极反应式为__________________________________________;解释工业电镀中使用氰离子(CN-)的原因:_______________________________________。
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