铁是最常见的金属材料。铁能形成[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(III)〕 和Fe(CO)x等多种配合物。
(1)基态Fe3+的核外电子排布式为_____,与NO3-互为等电子体的分子是__________。
(2)尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式依次为______。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是______。
(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)。
(4)铁有δ、γ、a三种同素异形体,δ、γ、a三种晶胞中铁原子的配位数之比为_______。
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黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3)生产硝酸铜溶液的流程如下:
(1)写出酸浸时Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式:_________________。
(2)反应I中所加Zn不能过量的原因是________________。
(3)滤液II中含有的金属阳离子主要有_____________。
(4)写出反应II的离子方程式:______________。反应II应控制温度不能过高也不能过低的原因是___________________。
(5)已知Cu(NO3)2·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的溶解度随温度的变化如图所示。则由A点对应的溶液获取Cu(NO3)2·3H2O的方法是_______________。
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(14分)硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4制备路线如下:
查阅资料:
Ⅰ.酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化。
Ⅱ.SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡, Sn相对原子质量为119
回答下列问题:
(1)锡原子的核电荷数为50,锡元素在周期表中的位置是 。
(2)操作Ⅰ是 。
(3)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请用平衡移动原理解释原因 。
(4)加入Sn粉的作用有两个:①调节溶液pH ② 。
(5)反应Ⅰ得到沉淀是SnO,得到该沉淀的离子反应方程式是 。
(6)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,发生反应的离子方程式是 。
(7)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应):
①将试样溶于盐酸中,发生的反应为:Sn + 2HCl===SnCl2 + H2↑;
②加入过量的FeCl3 ;
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+,发生的反应为:
6FeCl2 + K2Cr2O7 + 14HCl ===6FeCl3 + 2KCl + 2CrCl3 +7H2O
取1.226 g 锡粉,经上述各步反应后,共用去0.100 mol/L K2Cr2O7溶液32.0ml。锡粉中锡的质量分数是 。
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有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如图所示的实验装置,通过测量反应产生的CO2和H2O的质量,来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤:
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是_________。
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中;称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟,其目的是________________。
④关闭活塞K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
⑤打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题。
①若加热反应后不鼓入空气,对测定结果的影响是___________________。
②E处干燥管中盛放的药品是________,其作用是__________________ ________________,如果实验中没有该装置,则会导致测量结果NaHCO3的质量________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③若样品质量为w g,反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g,则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为________(用含w、m1、m2的代数式表示)。
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汽车尾气中 CO、NOx 以及燃煤废气中的 SO2 都是大气污染物, 对它们的治理具有重要意义。
(1)氧化还原法消除 NOx 的转化如下:
①反应 I 为 NO +O3=NO2+O2,生成标准状况下 11.2 L O2 时,转移电子的物质的量是_______mol。
②反应Ⅱ中, 当 n( NO2): n[CO(NH2)2]=3: 2 时, 氧化产物与还原产物的质量比为_________。
(2)使用“催化转化器”可以减少尾气中的 CO 和 NOx,转化过程中发生反应的化学方程式为 CO+ NOx →N2+CO2(未配平),若 x=1.5,则化学方程式中 CO2 和 N2 的化学计量数比为_________。
(3)吸收 SO2和 NO, 获得 Na2S2O4和 NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)。
装置Ⅱ中,酸性条件下NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3-、 NO2-请写出生成等物质的量的NO3-和NO2-时的离子方程式______________________。
(4)装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得 Ce4+再生,再生时生成的Ce4+在电解槽的______(填“阳极”或“阴极”),同时在另一极生成S2O42一的电极反应式为_____________。
(5)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2-的浓度为 ag.L-1, 要使 1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气_______L(用含 a 代数式表示,结果保留整数)。
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某工厂的废金属屑的主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4(高铁酸钠)等产品,过程如下:
Ⅰ.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤;
Ⅱ.向Ⅰ所得固体中加入过量稀H2SO4,充分反应后过滤;
Ⅲ.向Ⅱ所得固体中继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液;
Ⅳ.……
(1)步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为___________、______________。
(2)步骤Ⅱ所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,用离子方程式解释其可能的原因:__________。
(3)步骤Ⅲ获得CuSO4溶液的离子方程式为____________。
(4)步骤Ⅱ所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4,流程如下:
ⅰ.H2O2ⅱ.调pHNaClO/NaOH混合溶液
①测得滤液中c(Fe2+)为a mol·L-1,若要处理1 m3滤液,理论上需要消耗25%的H2O2溶液________kg(用含a的代数式表示)。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式:_____________。
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肼(N2H4)是一种重要的化工原料,既可用于制药,又可用作火箭燃料。回答下列问题:
(1)已知反应的热化学方程式如下:
①N2H4(g)N2(g)+2H2(g) △H1;
②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H2。
反应热△H1 _____(填“大于”或“小于”) △H2。向2 L的恒容密闭容器中充入1 mol N2H4,发生反应①,(用x表示)与时间的关系如图1所示,则该温度下,反应①的平衡常数K=___________________。
(2)肼在另一条件下也可达到分解平衡,同时生成两种气体,且其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。图2为平衡体系中肼的体积分数与温度、压强的关系。
①该反应的化学方程式为________________________________________。
②p2_______ (填“大于”或“小于”) p1。
③图中N2H4的平衡体积分数随温度升高而降低,其原因是__________________________________。
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X、Y、Z、M、R、W均为周期表中前四周期的元素。X为第三周期金属元素,且笫一电离能在同周期金属元素中最大;Y原子的L电子层的p能级上有一个空轨道;Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子;M的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反;R是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素;W为过渡元素, 它的基态原子外围电子排布中成对电子数和未成对电子数相同且为最外层电子数的两倍回答下列问题(相关回答均用元素符号表示):
(1)X基态原子的核外电子排布式为______________;
(2)R的氢化物的稳定性比其上一周期同族元素氢化物的稳定性________(填“高”或“低”)其原因是_______________。
(3)ZM3-的空间构型为__________,其中Z的杂化方式为____________________;
(4)YZ-是一种配位能力很强的离子,lmolYZ-中含有π键的数目为_____________________;
(5)Y、Z与氢元素、硫元素能形成两种互为同分异构体的酸:H-S-YZ(A酸)与H-Z=Y=S(B酸),其中沸点较高的是___________酸(填“A”或“B”),原因是________________;
(6)W在周期表中的位置为__________。己知W单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式,晶胞分别如上图1、2所示,图2中原子的堆积方式为________,图1、图2中W原子的配位数之比为______________。
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亚硝酸钠(NaNO2)有像食盐一样的咸味,被称为工业盐。已知:亚硝酸是弱酸,且NO+NO2 +2NaOH=2NaNO2+H2O。某同学据此认为NaNO2可与硫酸反应,且有NO和NO2生成,并欲用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,验证自己的假设。已知沸点:NO2为21℃,NO为-151℃
(1)上述仪器的连接顺序为:A→____→_____→_____→B。
(2)反应前,先打开弹簧夹,通入一段时间氮气,其目的是____________。
(3)关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生了红棕色气体,
① 依据___________________现象,可确认产物中有NO
② 装置E的作用是_________________。
(4)如果没有装置C,对实验结论的影响是____________________。
(5)综合以上信息推断,NO2与NaOH溶液发生反应的化学方程式为_______________。
(6)己知:2NaNO2+4HI=2NaI+I2+2NO+2H2O,根据这一反应,可以用试剂和生活中的常见物质鉴别亚硝酸钠和食盐,进行实验时,必须选用的物质有__________________。
A.自来水 B.碘化钾溶液 C.淀粉 D.白糖 E. 食醋 F.白酒
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有机酸种类繁多,广泛分布于中草葯的叶、根、特别是果实中,是有机合成、工农业生产的重要原料,请回答下列有关问题:
(1)乙酸是合成乙酸乙酯的重要原料,制备原理如下:
CH3COOH(l)+ C2H5OH(l) CH3COOHC2H5(l)+H2O(l) △H=-8.62kJ/mol
已知:CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118℃、78 ℃和77℃。在其他条件相同时,某研究小组进行了多次实验,实验结果如图所示:
①该研究小组的实验目的是________________。60℃下反应40min与70℃下反应20min相比,前者的平均反应速率___________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。
②如图所示,反应时间为40min、温度超过80℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是___________;
③利用此原理制得的乙酸乙酯粗品中常含有一定量的乙酸、乙醇以及微量的硫酸,提纯时可向粗品中加入__________溶液进行充分洗涤,分离出有机层,并加入无水硫酸钠干燥,最后经过__________、_______两步操作即可得到纯品。
(2)乙二酸俗名草酸(二元弱酸,结构简式:HOOC—COOH),被广泛的应用于抗生素类药物的合成。
①实验室中经常利用酸性KMnO4溶液滴定法测其纯度。已知草酸与酸性KMnO4溶液反应过程有无色无味气体产生,且KMnO4溶液紫色褪去,写出草酸与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式_____________________;
②资料表明:25℃时草酸的电离平衡常数Ka1=6.0×10-2;Ka2=6.4×10-5;据此分析,室温时草酸氢钾(KHC2O4)的水解反应平衡常数Kh=________(单位省略,计算结果保留两位有效数字),其溶液中c(H2C2O4)________c(C2O42-)(填“小于”、“等于”或“大于”)。
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