“9.11”事件后,各国从国家安全出发,金属钒(V)已成为本世纪最重要的战略储备资源之一,V及其化合物有着广泛的用途,其地位和作用长期不可替代。
(1)V2O5可作为硫酸工业中2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的催化剂,其催化原理如图所示。过程a、b的化学方程式如下:
过程a:V2O5+SO2V2O4+SO3
过程b:V2O4+O2+2SO2 2VOSO4
则过程c的化学方程式表示为:_________。
(2)已知下列气态分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下表:
化学键 | S=O(SO2) | S=O(SO3) | O=O(O2) |
能量/kJ | 535 | 472 | 496 |
则反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H=________。
(3)工业上采用高温(550℃左右)煅烧NH4VO3的方法制取V2O5,写出该制备反应的化学方程式:__。
(4)全钒液流电池(简称钒电池)是一种新型酸性硫酸盐电池。钒电池结构如图所示。已知:充电过程中,左槽溶液由绿色变为紫色。回答下列问题:
VO黄色 VO2+蓝色 V3+绿色 V2+紫色
①放电时,电极______(填“a”或“b”)为正极,发生的电极反应为:____;
②充电过程中,若质子交换膜右侧电解液中n(H+)的变化量为0.25mol。则转移电子的物质的量为____ mol。
③VO2+离子可由钒同价态的简单阳离子完全水解得到,该水解反应的离子方程式为:_______。
高三化学原理综合题困难题
铝是当前应用最广泛的金属材料之一,铝制品及其化合物在日常生活和工农业生产中也有着重要的用途。回答下列问题:
(1)基态铝原子的核外电子排布式为____________。
(2)根据元素周期律等知识判断,第一电离能Al____________Mg(填写“大于”或“小于”)。
(3)Al2O3是常用的耐火材料,工业上也是用电解Al2O3方法制取金属Al,据此判断Al2O3的晶体类型是____________。
(4)LiAlH4是一种重要的有机合成试剂,AlH4-的立体构型为____________,LiAlH4中Al原子的杂化轨道类型为____________。
(5)金属铝的晶胞结构如图1所示,原子之间相对位置关系的平面图如图2所示。
①晶体铝中原子的堆积方式为____________。
②已知铝原子半径为a cm,摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ=_______g·cm-3(用含 a、M、NA的代数式来表示)。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
钼(Mo)及其合金在冶金、农业、电气、化工、环保和宇航等重要领域有着广泛的应用和良好的前景,成为国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物质。钼酸钠晶体(Na2MoO4 ·2H2O)是一种重要的金属缓蚀剂。某工厂利用钼精矿(主要成分 MoS2 )制备钼酸钠晶体和金属钼的流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)Na2 MoO 4·2H2O 中 Mo 的化合价是 ________。
(2)已知“焙烧”过程中 MoS2 变成 MoO3,则气体 1 中对大气有污染的是 ________。
(3)“碱浸”过程中生成 Na2MoO4 的化学方程式是 ________;“结晶”的钼酸钠晶体仍含其他杂质,要得到较纯的晶体,还应采取的方法是 ________。
(4)“滤液”的主要成分是 ________。
(5)将过滤操作得到的钼酸沉淀进行高温焙烧,实验室模拟高温焙烧时用于盛放钼酸的仪器是 ________。
(6)钼酸高温焙烧的产物与 Al 在高温下发生反应的化学方程式是 ________。
(7)测得碱浸液中部分离子浓度为:c(MoO42-) =0.4 mol·L-1,c(SO42-) =0.02 mol·L-1。结晶前加入氢氧化钡固体除去SO42-,不考虑加入氢氧化钡固体后溶液体积的变化,当BaMoO4开始沉淀时,SO42- 的去除率为 ________ (保留三位有效数字)。 [已知: Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
钛被称为继铁、铝之后的第三金属,在工业上有着广泛而重要的用途。
(1)基态钛原子的价电子排布图为__________________;基态铝原子核外电子分布在____个能级上。
(2)许多金属及其化合物灼烧时会产生特征焰色,产生焰色的原因是______________________。
(3)FeCl3熔点306℃、沸点315℃,CaCl2熔点782℃、沸点1600℃,同是金属氯化物,熔沸点差别很大的原因是________________________________。
(4)煅烧铁矿石常会生成SO2,SO2 为_______分子(填“极性”或“非极性”);分子中的大π键可用符号Пnm表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n 代表参与形成大π 键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为П66)。推测SO2分子中的大π键可表示为_______________。
(5)钙钛矿可用来冶炼钛,它的晶胞结构如图所示。钛离子位于立方晶胞的角顶,被____个氧离子包围成配位八面体;钙离子离子位于立方晶胞的体心,被_____个氧离子包围。钙钛矿晶体的化学式为________________________。若该晶胞的边长为a pm,则钙钛矿晶体的密度为_____________g·cm-3(用NA 表示阿保加德罗常数的值,只要求列算式,不必计算出数值)
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
金属铁是般常用的金属之一,其铁合金及其化合物有着重要的用途。
(l)某种铁碳化合物X是炼钢的原料,经分析可知,X中铁、碳两元素的质量比为14:1,则X的化学式________;X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y和能使澄消石灰水变浑浊的气体,该反应的化学方程式为___________________。
(2)铁钛合金是一种常用不锈钢材料,某同学在探究该合金性质时,往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入铁屑至溶液显紫色,该过程中发生的反应有:
①2Fe3++Fe=3Fe2+ ②Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
③_______________________。
(3)氧化铁是重要的工业原料,用废铁屑制备它的流程如下:
回答下列问题:
①操作Ⅱ的名称是_________。
②请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式:_____________;FeCO3达到沉淀溶解平衡时,室温下测得溶液的pH为8,c(Fe2+)为1.0×10-5mol/L。试判断所得FeCO3固体是否混有Fe(OH)2:____(填“是”或“否”),请通过简单计算说明理由___________。
(已知Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17mol3·L-3 、Ksp[FeCO3]=2.1×10-11mol2·L-2)
③煅烧如果不充分,产品中将有Fe2+存在,试设计实验检验产品中有无Fe2+。
_______________________________。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
铝是最重要的金属之一,铝及其化合物在生活中有广泛的用途。
(1)纳米铝粉可以作高效催化剂、导电膜层、高档金属颜料等。普通铝在空气中能稳定存在,而纳米铝粉在空气中能自燃,从影响反应速率的角度分析其原因是________。
(2)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来治炼金属锰。
①该反应的化学方程式为_________________。
②MnO2加入酸化后的H2O2溶液中,MnO2溶解,同时产生无色无味的气体。该反应的离子方程式是_____________,该反应中还原剂是___________。
(3)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为:4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O将产生的气体通过下图所示装置。
①集气瓶中收集到的气体是_________(填化学式)。
②B中酸性KMnO4溶液褪色(MnO4—还原为Mn2+),发生反应的离子方程式为__________。
(4)Al(OH)3是重要化工原料。电解法制备高品质Al(OH)3的装置如图(中间用离子交换膜隔开),电解总反应方程式为4NaAlO2+10H2O4Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑,阳极的电极反应式为____________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
铜及其化合物有着十分重要的用途:如氨基乙酸铜[结构简式为(H2NCH2COO)2Cu]常用作食品补铜剂及矿物元素饲料添加剂,硒化铜纳米晶在光电转化中有着广泛地应用;硫酸铜可用作配制农药等。
(1)基态硒原子的电子排布式为____,基态氮原子电子的空间运动状态有__种,与硒同周期相邻的三种元素第一电离能由大到小的顺序为______
(2)(H2NCH2COO)2Cu氨基乙酸铜中,碳原子的杂化轨道类型是______;与氮原子成键的原子(含氮原子本身)形成的空间构型是__________。
(3)硫酸铜晶体的组成可表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O,实验测得该物质中存在氢键且水分子成“键”情况与冰中类似,则1mol[Cu(H2O)4]SO4·H2O中氢键数目为__NA。
(4)硫酸铜在高温下分解有可能得到CuO、Cu2O、SO2、SO3等物质,其中CuO的熔点为1026℃。
①CuO的晶体类型是_____,熔点Cu2O>Cu2S的原因是______
②SO2与SO3中,属于非极性分子的是__,SO2在溶剂水与溶剂CCl4中,相同温度能溶解更多SO2的溶剂是___________
③铜的某种氧化物的晶胞如下图所示,则该氧化物的化学式为_______,若组成粒子氧、铜的半径分别为rOpm、rCupm,密度ρg/cm3,阿伏加德罗常数值为NA,则该晶胞的空间利用率为______(用含π的式子表示)。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
铜及其化合物有着十分重要的用途:如氨基乙酸铜[结构简式为(H2NCH2COO)2Cu]常用作食品补铜剂及矿物元素饲料添加剂,硒化铜纳米晶在光电转化中有着广泛地应用;硫酸铜可用作配制农药等。
(1)基态硒原子的电子排布式为____,基态氮原子电子的空间运动状态有__种,与硒同周期相邻的三种元素第一电离能由大到小的顺序为______
(2)(H2NCH2COO)2Cu氨基乙酸铜中,碳原子的杂化轨道类型是______;与氮原子成键的原子(含氮原子本身)形成的空间构型是__________。
(3)硫酸铜晶体的组成可表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O,实验测得该物质中存在氢键且水分子成“键”情况与冰中类似,则1mol[Cu(H2O)4]SO4·H2O中氢键数目为__NA。
(4)硫酸铜在高温下分解有可能得到CuO、Cu2O、SO2、SO3等物质,其中CuO的熔点为1026℃。
①CuO的晶体类型是_____,熔点Cu2O>Cu2S的原因是______
②SO2与SO3中,属于非极性分子的是__,SO2在溶剂水与溶剂CCl4中,相同温度能溶解更多SO2的溶剂是___________
③铜的某种氧化物的晶胞如下图所示,则该氧化物的化学式为_______,若组成粒子氧、铜的半径分别为rOpm、rCupm,密度ρg/cm3,阿伏加德罗常数值为NA,则该晶胞的空间利用率为______(用含π的式子表示)。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
铜及其化合物有着十分重要的用途:如氨基乙酸铜[结构简式为(H2NCH2COO)2Cu]常用作食品补铜剂及矿物元素饲料添加剂,硒化铜纳米晶在光电转化中有着广泛地应用;硫酸铜可用作配制农药等。
(1)基态硒原子的电子排布式为____,基态氮原子电子的空间运动状态有__种,与硒同周期相邻的三种元素第一电离能由大到小的顺序为______
(2)(H2NCH2COO)2Cu氨基乙酸铜中,碳原子的杂化轨道类型是______;与氮原子成键的原子(含氮原子本身)形成的空间构型是__________。
(3)硫酸铜晶体的组成可表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O,实验测得该物质中存在氢键且水分子成“键”情况与冰中类似,则1mol[Cu(H2O)4]SO4·H2O中氢键数目为__NA。
(4)硫酸铜在高温下分解有可能得到CuO、Cu2O、SO2、SO3等物质,其中CuO的熔点为1026℃。
①CuO的晶体类型是_____,熔点Cu2O>Cu2S的原因是______
②SO2与SO3中,属于非极性分子的是__,SO2在溶剂水与溶剂CCl4中,相同温度能溶解更多SO2的溶剂是___________
③铜的某种氧化物的晶胞如下图所示,则该氧化物的化学式为_______,若组成粒子氧、铜的半径分别为rOpm、rCupm,密度ρg/cm3,阿伏加德罗常数值为NA,则该晶胞的空间利用率为______(用含π的式子表示)。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
钛被誉为“21世纪的金属”,在工农业生产、医疗、国防、科技等方面中有着极其广泛而重要的用途。四氯化钛是工业上制备金属钛的重要原料。在常温下,它是一种极易水解的无色液体,沸点为136.4℃。工业制备TiCl4的反应原理为:TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO。
下图是实验室模拟工业生产制备四氯化钛的反应装置,其主要操作步骤有(顺序己打乱):
①连接好整套装置,并检査装置的气密性;
②当锥形瓶中的TiCl4的量不再增加时,停止加热,改通CO2气体直至电炉中的瓷管冷却为止;
③将Ti02、炭粉混合均匀后,装入管式电炉中;
④将电炉升温至800℃,一段时间后改通Cl2,同时在冷凝管中通冷凝水;
⑤通入干燥的CO2气体并持续一段时间。
试回答:
(1)仪器F的名称是_______________,装罝A所用的试剂名称是_______________。
(2)正确的操作程序是(填写操作步骤的序号)______________________________。
(3)操作⑤的目的是______________________________。
(4)装置中冷凝管进水口的位置是(填a或b)_______________,装置E的作用_______________。
(5)将少量TiCl4露置于空气中,可能看到的现象是______________________________。
(6)利用化合物TiCl4可制备TiO2,请结合化学用语解释该过程:_______________。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析
镁及其化合物在现代工业中有着广泛的用途。
(1)组成为Mg17Al12的镁铝合金是一种潜在的贮氢材料,当其贮氢最达到最大值时组成变为“17MgH2+12Al”,则Mg、Al、Mg17Al12三种物质按熔点由高到低的顺序排列为_______, 1mol“17MgH2+12Al”与足量Na0H溶液反应时生成的气体的质量是___________g。
(2)镁可与SiO2发生多种反应,且条件不同时得到的产物也不同。当二者在高温条件下发生置换反应时.还原产物是_________,若镁过量,则产物为两种镁的二元化合物,写出反应的化学方程式:______。
(3)碱式碳酸镁[MgCO3·3H2O]是重要的化工原料,下图表示的是制备它的一种工艺流程。
开始沉淀时的PH | 完全沉淀时的pH | |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Mg(OH)2 | 9.7 | 11 |
① Mg9FeSi5O20中铁元素的化合价为____,pH的调节范围是______.
② 试剂a是一种常用的绿色氧化剂,加入a后反应的离子方程式为__________。
③ 写出料渣Ⅱ的一种用途:______。一般认为c(Mg2+)≤1×10-5mol/L时,Mg2+已完全沉淀,则Mg(OH)2的Ksp=______。写出生成碱式碳酸镁的离子方程式:____________。
高三化学简答题困难题查看答案及解析