【物质结构与性质】
储氢材料的研究和应用是科学家努力攻克的课题。钛锰合金即是一种金属氢化物储氢材料。
(1)锰原子在基态时,核外电子排布式为______________________;
(2)一种钛的氧化物晶胞结构如图,则该化合物的化学式为___________;
(3)钙钛矿(CaTiO3)是典型的立方晶胞:Ca2+处于立方晶胞中心,Ti3+处于立方晶胞顶点,由于O2-处于立方晶胞的______棱边中心或面心形成两种不同的结构。相应的两种结构中每个Ti3+分别与______或_____个O2-配位。
(4)科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法,其原理可表示为:
NaHCO3+H2HCOONa+H2O
1molNaHCO3中含有δ键的数目为________;
HCOONa中碳原子轨道的杂化类型是________。
研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HCO3-占95%,写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式______________________________;
(2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式:__________________________;
②同位素示踪法证实光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:
_______+______(CH2O)x+x18O2+xH2O
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础.测量溶解无机 碳,可采用如下方法:
①气提、吸收CO2.用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下).将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂.
②滴定.将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用x mol▪L-1HCl溶液滴定,消耗ymLHCl溶液.海水中溶解无机碳的浓度=_________mol▪L-1.
(4)利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量.
①结合方程式简述提取CO2的原理:_____________________;
②用该装置产生的物质处理室排出的海水,合格后排回大海.处理至合格的方法是_____________;
草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热易脱水、升华、170℃以上分解。回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物.装置C中可观察到的现象是________________,由此可知草酸晶体分解的产物中有________;装置B的主要作用是________;
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还可能含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置进行实验.
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、_____________。其中装置H反应管中盛有的物质是________;
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是________________;
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强________________;
②草酸为二元酸________________。
接触法制硫酸采用V2O5作催化剂,使用过的催化剂中含V2O5、VOSO4和SiO2,其中VOSO4能溶于水,从使用过的V2O5催化剂中回收V2O5的主要步骤是:向使用过的催化剂中加硫酸和Na2SO3浸取还原,过滤得VOSO4溶液;向滤液中加入KClO3氧化,再加入氨水生成沉淀;将沉淀焙烧处理后得V2O5.
(1)V2O5被浸取还原的反应产物之一是VOSO4,该反应的化学方程式为________________________;
(2)若生产过程使用的硫酸用量过大,进一步处理时会增加__________的用量.氨气常用______________检验,现象是__________________;
(3)若取加入氨水后生成的沉淀(其摩尔质量为598g•mol-1,且仅含有四种元素)59.8g充分焙烧,得到固体残留物54.6g,同时将产生的气体通过足量碱石灰,气体减少了1.8g,剩余的气体再通入稀硫酸则被完全吸收.通过计算确定沉淀的化学式(写出计算过程)。
奇诺力()是解热镇痛及非甾体抗炎镇痛的一种前体药,广泛适用于各种关节炎以及各种原因引起的疼痛的临床治疗。它的一种合成路线如下:
(1)D中含有的官能团的名称为:_______________;
(2)由对氟甲苯制备A的反应条件为:_______________;反应⑥可看做分两步完成,则其反应类型依次为_______、_______________;
(3)符合下列条件的有机物F的同分异构体有___________种.
①能与氯化铁溶液发生显色反应,
②苯环上只有2种不同化学环境的氢原子
③苯环上有2个侧链
④与Br2发生1:1加成时,可得到3种加成产物.
(4)反应⑧的产物还有水,则试剂Y的结构简式_______________;
(5)利用奇诺力合成中的信息,写出实验室由以CH2(COOC2H5)2,1,4-二溴丁烷为原料(无机试剂,三碳以下的有机试剂等任选)制备的合成路线.
(合成路线常用的表示方式为:)
为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略去)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(S04)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考虑其它反应,请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是________________________;
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择_____________(填字母编号).
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液PH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽,通入空气引起溶液pH降低的原因是___________________;
(4)FeSO4可转化FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料.
已知25℃,101kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是___________________;
(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料.该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2═Fe+2Li2S,正极反应式是_________________;
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%.将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其它杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性,所残留的硫酸忽略不计,按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3____________Kg。