[化学—选修3:物质结构与性质】W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素。W是宇宙中最丰富的元素;X、Z元素原子基态时,核外电子均排布在3个能级上,且它们的价电子层上均有两个未成对电子;向含有Q2+的溶液中滴加氨水,形成蓝色沉淀,再滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液。
回答下列问题:
(l)第一电离能Y Z,电负性Y Z(均选填“大于”、“小于”或“等于’,)。
(2)写出与XZ分子互为等电子体的一种离子的化学式 。
(3)若向含有Q2+的硫酸盐溶液中滴加过量氨水,得到深蓝色溶液后再加乙醇,有深蓝色晶体析出,原因是 ;该深蓝色晶体中,中心离子的电子排布式为 ,配体为
(4)已知W、Y形成的一组二元化合物化学式为:YW3、Y2W4、Y3W5、Y4W6……其中,YW3分子中Y原子的杂化类型为 ;这组化合物的通式为 W、Y形成的化合物的种类比W、X形成的化合物的种类 (填“多”或“少”)。
(5)Q单质的晶体属于面心立方最密堆积。己知Q单质的密度是dg·cm-3,NA表示阿伏伽德罗常数的值,Q的相对原子质量为M,则Q晶体中最邻近的原子核间距为 cm(用含M、d、NA的代数式表示)。Q原子在晶胞中的空间利用率为 (用含的代数式表示)。
【化学—选修2:化学与技术】硝酸铵可用作化肥、军用炸药、杀虫剂、冷冻剂等,工业制取硝酸铵的工艺流程如下:
(l)合成氨气的工业设备名称是 ,设备中设置热交换器的目的是 ,合成氨的原料气必须先脱硫,目的是
(2)吸收塔中反应的化学方程式为 从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是
(3)生产硝酸的过程中常会产生氮的氧化物,可用如下三种方法处理:
方法一:碱性溶液吸收法
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2
方法二:NH3还原法
(NO也有类似的反应)
方法三:甲烷吸收法
(NO也有类似的反应)
上述三种方法中,方法一的主要缺点是
方法三和方法二相比,方法三的缺点是
(4)工业上也可以通过电解NO制备NH4NO3,其工作原理如下图所示。
①图中通入NH3的目的是
②若维持电流强度为3A,电解2小时,理论上可制得NH4NO3的最大质量为 g。(已知F=96500C·mol一l)
(5)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。己知:NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其他损耗)的百分比为
回答下列问题:
I、向FeSO4溶液中滴加少量NaOH溶液时,析出的白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
(1)Fe2+离子在水溶液中呈现的颜色是 ;Fe(OH)2转化为红褐色沉淀的化学方程式为
(2)有人认为白色沉淀迅速变为灰绿色的原因是Fe(OH)2凝胶吸附了溶液中过量的Fe2+离子。为探究该观点的正确性,设计如下两个实验:
①向盛有NaOH溶液的试管中加入少量FeSO4溶液,若该观点正确,应观察到的现象是
②己知胶体粒子的吸附能力随温度升高而下降。向盛装FeSO4溶液的试管中滴加少量NaOH溶液,析出白色沉淀,沉淀迅速变为灰绿色,将此试管小心加热,若观察到 ,则说明上述解释成立。
II、二茂铁的化学式为(C5H5)2Fe,它是一种橙黄色针状晶体,熔点173--1740C,1000C以上显著升华,沸点249℃,不溶于水,可溶于甲醇、乙醇、乙醚和苯等有机溶剂,可作高性能的火箭燃料添加剂。实验室制备二茂铁的反应原理为:
实验装置如图所示(加热及磁力搅拌装置未画出)。
(3)通入氮气的目的是 KOH固体所起的作用是使环戊二烯(C5H6)脱去质子,另一个作用是
(4)下列有关反应开始和结束的实验操作合理的是 (填编号)。
a.先加热,再通冷凝水 b.先通冷凝水,再加热
c.先停止加热,再停止通冷凝水 d.先停止通冷凝水,再停止加热
(5)反应后可用乙醚萃取、蒸馏分离得到二茂铁粗产品,若欲进一步提纯,最简单的方法是 ;若本次实验取用环戊二烯(密度为0.877g·cm-3) 6.6mL其它物质足量,所得产品质量为5.0 g,则产率为 (保留3位有效数字)。
二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。
(l)目前工业上使用的捕碳剂有NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2可发生如下可逆反应:
则K3= (用含Kl、K2的代数式表示)。
(2)利用CO2制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:
方法一:CO2催化加氢合成乙烯,其反应为:
起始时按n(CO2):n(H2)=1:3的投料比充入20L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时H2和H2O的物质的量如图甲所示:
①a 0(选填“>”或“<”)。
②下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.使用催化剂,可降低反应活化能,加快反应速率
B.其它条件不变时,若扩大容器容积,则U正减小,v逆增大
C.测得容器内混合气体密度不随时间改变时,说明反应已达平衡
③393K下,H2的平衡转化率为 (保留三位有效数字)。
④393K下,该反应达到平衡后,再向容器中按n(CO2):n(H2)=1:3投入CO2和H2,
则n(H2)/n(C2H4)将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
方法二:用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示·
⑤b电极上的电极反应式为
⑥该装置中使用的是 (“阴”或“阳”)离子交换膜。
铝(熔点660°C)是一种应用广泛的金属,工业上用A12O3(熔点2045℃)和冰晶石(Na3AlF6,六氟合铝酸钠)混合熔融后电解制得。回答下列问题:
(1)冶金工业上常用金属铝作还原剂冶炼钒、铬、锰,铝与V2O5在高温下反应的化学方程式为
(2)将打磨过的铝片在酒精灯火焰上加热,可观察到铝熔化而不滴落,原因是 ;铝是活泼金属,但打磨过的铝片投入沸水中不易观察到有气泡产生。若将铝片用饱和Hg(NO3)2溶液浸泡数分钟,取出后迅速洗净,可制得俗称“铝汞齐”的铝汞合金。铝汞齐露置在空气中,表面会快速生长出蓬松的白毛(A12O3)口若将新制的铝汞齐放入水中,可迅速反应产生气泡,该反应的化学方程式 为 ;铝汞齐的化学性质变得“活泼”的原因可能是
(3)将0.1 molL一1AlCl3溶液和10%NH4F溶液等体积混合,充分反应后滴加氨水,无沉淀析出。则AlC13与NH4F反应的化学方程式为 ;该实验所用试管及盛装NH4F溶液的试剂瓶均为塑料材质,原因是
(4)饮用水中的NO3一对人类健康会产生危害。为了降低饮用水中NO3一的浓度,有研究人员建议在碱性条件下用铝粉将NO3一还原为N2,该反应的离子方程式为 ,此方法的缺点是处理后的水中生成了AlO2一,仍然可能对人类健康产生危害,还需要对该饮用水进行一系列后续处理。
25℃时,若欲使上述处理后的水中AlO2一浓度降到1.0xl0一6mol.L一1,则应调节至pH= ,此时水中c(Al3+)=
常温下,用一定浓度的氨水滴定一定体积未知浓度的土壤浸出溶液,溶液的pH变化与滴入氨水体积的关系如图所示。下列有关说法不正确的是
A.该土壤是酸性土壤
B.当溶液中c(H+)=c(OH一)时,消耗氨水的体积为9mL
C.M、N点由水电离出的氢离子浓度一定相等
D.将20mL此氨水与10mL同浓度的盐酸混合,充分反应后存在:c(NH4+)>c(Cl一)>c(NH3·H2O)>c(OH一)>c(H+)