(12分)回收再利用锗产品加工废料,是生产GeO2的重要途径,其流程如下图。
(1)Ge2+与氧化剂H2O2反应生成Ge4+,写出该反应的离子方程式:
▲ 。
(2)蒸馏可获得沸点较低的GeCl4,在此过程中加入浓盐酸的原因是:
▲ 。
(3)GeCl4水解生成GeO2·nH2O,此过程用化学方程式可表示为: ▲ 。温度对GeCl4的水解率产生的影响如右图所示。为控制最佳的反应温度,实验时可采取的措施为 ▲ 。(填字母)
A.用冰水混合物 B.49℃水浴 C.用冰盐水
(4)根据下表1 中不同pH下二氧化锗的溶解率,结合Ge在元素周期表中的位置及“对角线”法则,分析GeO2溶解率随pH 变化的原因 ▲ ,用离子方程式表示pH>8时GeO2溶解率增大可能发生的反应 ▲ 。
表1 不同pH下二氧化锗的溶解率
pH |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
溶解率/% |
47.60 |
32.53 |
11.19 |
5.27 |
1.96 |
8.85 |
(14分)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料,二者在自然界中共生。根据题意完成下列填空:
(1) As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体。若As2S3和SnCl2正好完全反应,则氧化剂与氧化产物的物质的量之比为 ▲ 。
(2)上述反应中产生的气体可用 ▲ 吸收。
(3) As2S3和HNO3有如下反应:As2S3+ 10H++ 10NO3— = 2H3AsO4+ 3S+10NO2↑+ 2H2O
若生成48g S,则生成标准状况下的NO2的体积为 ▲ L。若准确测得的实际体积小于理论值(计算值),请分析可能原因 ▲ 。
(4)某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓HNO3反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下:
①测定硝酸的物质的量:
反应结束后,从如图B装置中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定,用酚酞作指示剂,滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为 ▲ 。
②测定NO的体积:
若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况),则Ag与浓硝酸反应的过程中
▲ (填“有”或“没有”)NO产生,作此判断的依据是 ▲ 。
(14分)已知A、B、E是常见的非金属单质,C是导致酸雨的主要成分之一,Y是生活中常见的金属单质。D、K是重要的无机化工产品。X含有两种元素,具有摇篮式的分子结构,其球棍模型如图所示。H为白色沉淀。下列转化关系中部分反应条件和产物略去。
试回答下列问题
(1)X的化学式为: ▲ ;G的电子式 ▲ ;
(2)反应④的化学方程式: ▲ ;
反应③的离子方程式: ▲ ;
(3)①~⑥反应中属于氧化还原反应的是(填编号) ▲ ;
(4)已知在真空中,将A与CuO按物质的量1:1反应可生成A2O。写出该反应的化学方程式: ▲ ;
(5)依据实验中的特征实验现象,可确定Y是何种金属,该实验现象为 ▲ 。
(16分) 能源危机是当前全球问题,开源节流是应对能源危机的重要举措。
⑴下列做法有助于能源“开源节流”的是 ▲ (填字母)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们燃烧氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如右图所示。
(a)在通常状况下,金刚石和石墨中____▲___(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为____▲___ kJ·mol-1。
(b)12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36g,该过程放出的热量 ▲ kJ。
(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);ΔH=+180.0 kJ·mol-1。
综合上述有关信息,请写出CO除NO的热化学方程式 ▲ 。
美国斯坦福大学研究人员最近发明一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电。
(4)研究表明,电池的正极用二氧化锰纳米棒为材料可提高发电效率,这是利用纳米材料具有
▲ 特性,能与钠离子充分接触。
(5)海水中的“水”电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,该电池负极反应式为 ▲ ;当生成1 mol Na2Mn5O10转移 ▲ mol电子。
(12分)溴被称为“海洋元素”。已知Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。实验室模拟从海水中提取溴的主要步骤为:
步骤1:将海水蒸发浓缩除去粗盐;
步骤2:将除去粗盐后的母液酸化后,通入适量的氯气,使Br-转化为Br2;
步骤3:向步骤2所得的水溶液中通入热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛有二氧化硫水溶液的容器中;
步骤4:再向该容器中通入适量的氯气,使Br-转化为Br2;
步骤5:用四氯化碳萃取溴单质,经分液、蒸馏得粗溴。
(1)步骤3中的反应的离子方程式 ▲ 。
(2)步骤2中已经制得了溴,还要进行步骤3和步骤4的原因是 ▲ 。
(3)步骤5中萃取和分液所需要的主要玻璃仪器为 ▲ 。
(4)用如上图所示的实验装置可精制粗溴。
①反应过程中需要对A容器加热,加热的方法是 ▲ 。
图中冷却水应从B的 ▲ 口进入(填“a”或“b”)。
②C中加冰的目的是 ▲ 。
2.8g Fe全部溶于一定浓度、200mL的HNO3溶液中,得到标准状况下的气体1.12L,测得反应后溶液的pH为1。若反应前后溶液体积变化忽略不计,则下列有关判断正确的是( )
A.反应后溶液中存在Fe3+和Fe2+ B.1.12L气体是NO、NO2的混合气体
C.反应后溶液中c(NO3-)=0.85mol·L-1 D.反应后的溶液最多还能溶解1.4gFe