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锶有“金属味精”之称。以天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3、MgO杂质)...

锶有“金属味精”之称。以天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3、MgO杂质)生产氢氧化锶的工艺如下:

已知氢氧化锶在水中的溶解度:

温度(℃)

0

10

20

30

40

60

80

90

100

溶解度(g/100mL)

0.91

1.25

1.77

2.64

3.95

8.42

20.2

44.5

91.2

 

(1)隔绝空气焙烧时SrSO4只被还原成SrS,化学方程式为_____________

(2)“除杂”方法:将溶液升温至95℃,加NaOH溶液调节pH为12。

①95℃时水的离子积KW=1.0×10-12Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-10,则溶液中c(Mg2+)=___

②若pH过大,将导致氢氧化锶的产率降低,请解释原因____

(3)“趁热过滤”的目的是____,“滤渣”的主要成分为___

(4)从趁热过滤后的滤液中得到Sr(OH)2产品的步骤为____、过滤、洗涤、干燥。

(5)“脱硫”方法:用FeCl3溶液吸收酸浸产生的气体,请写出吸收时的离子方程式______;再用石墨电极电解吸收液,电解后可在“脱硫”中循环利用的物质是FeCl3溶液。请写出电解时阳极的电极反应:____

 

SrSO4+4CSrS+4CO↑ 1.2×10-10 mol•L-1 OH-对氢氧化锶的溶解起抑制作用,OH-浓度过大,将使氢氧化锶沉淀析出 防止温度降低使氢氧化锶析出而造成损失 Ca(OH)2、Mg(OH)2 降温结晶 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ Fe2+—e—=Fe3+ 【解析】 (1)根据图中信息,隔绝空气焙烧时SrSO4只被碳还原成SrS,同时生成一氧化碳,反应的化学方程式为:SrSO4 + 4C SrS + 4CO↑;(2)①95℃时水的离子积KW=1.0×10-12,pH为12,c(H+)=10-12mol/L, c(OH-)==1mol/L,c(Mg2+)===1.2×10-10 mol•L-1;②OH-对氢氧化锶的溶解起抑制作用,OH-浓度过大,将使氢氧化锶沉淀析出,导致氢氧化锶的产率降低;(3)“趁热过滤”的目的是防止温度降低使氢氧化锶析出而造成损失,“滤渣”的主要成分为在碱性条件下沉淀下来的Mg(OH)2和微溶物Ca(OH)2;(4)从趁热过滤后的滤液中得到Sr(OH)2产品的步骤为降温结晶、过滤、洗涤、干燥;(5)“脱硫”方法:用FeCl3溶液吸收酸浸产生的气体,铁离子将硫离子氧化为硫单质,吸收时的氧化产物为S;再用石墨电极电解吸收液,电解过程将氯化亚铁氧化为氯化铁,故电解后可在“脱硫”中循环利用的物质是FeCl3。  
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考点分析:
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(1)MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,其电极反应正极:______,负极:______,该电池总反应的离子方程式为______

(2)如果把碱性电池改为酸性电池,其电极反应正极:______,负极:______,该电池总反应的离子方程式为______

 

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电化学原理在生产生活中应用十分广泛。请回答下列问题:

(1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量,其工作原理如图1所示。

①固体电解质中O2-______极移动(”)

②写出V2O5电极的电极反应式:_____________

(2)近期科学家研究发现微生物可将生产废水中的尿素[CO(NH2)2]直接转化为对环境友好的两种物质,其工作原理如图2所示。回答下列问题:

 

N极为____(”)M电极反应式______________________

N极消耗标准状况下33.6L气体时,M极理论上处理的尿素的质量为______g

(3)人工光合系统装置(如图)可实现以CO2H2O合成CH4。下列说法不正确的是__________

A.该装置为原电池,且铜为正极

B.电池工作时,H+Cu电极移动

C.GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+

D.反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole-

 

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非线性光学晶体在信息、激光技术、医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用Cs2CO3XO2XSiGe)和H3BO3首次合成了组成为CsXB3O7的非线性光学晶体。回答下列问题:

1COSi三种元素电负性由大到小的顺序为__________;第一电离能I1(Si) ____ I1(Ge)(填)。

2)基态Ge原子核外电子排布式为_____________SiO2GeO2具有类似的晶体结构,其中熔点较高的是________,原因是______

3)如图为H3BO3晶体的片层结构,其中B的杂化方式为________;硼酸在热水中比在冷水中溶解度显著增大的主要原因是_____________

4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。CsSiB3O7属于正交晶系(长方体形),晶胞参数为a pmb pmc pm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为_______CsSiB3O7的摩尔质量为M g·mol1,设NA为阿伏加德罗常数的值,则CsSiB3O7晶体的密度为_____________g·cm1(用代数式表示)。

 

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近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。回答下列问题:

1AsH3的沸点比NH3________(填),其判断理由是______

2Sm的价层电子排布式为4f66s2Sm3价层电子排布式为________

3)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中SmAs原子的投影位置如图2所示。图中FO2共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x1x代表,则该化合物的化学式表示为____________;通过测定密度ρ和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达式:ρ______________g·cm3。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为( , , ),则位于底面中心的原子2和铁原子3的坐标分别为_____________________

 

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硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:

 

H2S

S8

FeS2

SO2

SO3

H2SO4

熔点/

85.5

115.2

600(分解)

75.5

16.8

10.3

沸点/

60.3

444.6

10.0

45.0

337.0

 

回答下列问题:

1)基态Fe原子价层电子的轨道表示式为_________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。

2)根据价层电子对互斥理论,H2SSO2SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是____________

3)图(a)S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为___________

4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为____________形,其中共价键的类型有________种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为__________

5FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nmFeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为______g·cm3

 

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