氧元素与多种元素具有亲和力,所形成化合物的种类很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为 。
(2)根据等电子原理,在NO2+离子中氮原子轨道杂化类型是 ; 1 mol O22+中含有的π键数目为 。氧元素与氮元素能形成多种分子,试写出与N2O分子互为等电子体的一种阴离子 。
(3)氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物,如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3+基态核外电子排布式为 。
(4)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体,其晶体结构如图所示,则该钙的氧化物的化学式为 。
铬的化合物有毒,由于+6价Cr的强氧化性,其毒性是+3价Cr毒性的100倍。因此,必须对含铬的废水进行处理。目前研究和采用的处理方法主要有:
方法一、还原法:
(Ⅰ)在酸性介质中用FeSO4、NaHSO3等将+6价Cr还原成+3价Cr。具体流程如下:
请回答下列问题:
(1)上述流程①发生反应的离子方程式是 。
(2)若在① 使FeSO4适当过量、空气适量,可产生具有磁性、组成类似于铁氧体(Fe3O4或FeO·Fe2O3)的复合氧化物(·yO)(注:X可以是分数),变废为宝。则控制空气适量的目的是 ,使铁氧体分离出来较简便的方法是 。假设处理含1 mol Cr2O72-的废水至少需要加入10mol FeSO4·7H2O则复合氧化物(·yO)化学式是 。
(Ⅱ)研究发现,用铁粉作还原剂不仅可以除去Cr6+,还能除去废水中的少量Mn2+,现研究铁屑用量和pH值对废水中铬、锰去除率的影响,
(3)取100mL废水于250 mL三角瓶中,调节pH值到规定值,分别加入不同量的废铁屑.得到铁屑用量对铬和锰去除率的影响如下图1所示。则在pH一定时,废水中铁屑用量为 时锰、铬去除率最好
(4)取100mL废水于250 mL三角瓶中,加入规定量的铁粉,调成不同的pH值。得到pH值对铬和锰去除率的影响如下图2所示。则在铁屑用量一定时,废水pH= 时锰、铬去除率最好
方法二、电解法:将含+6价Cr的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电【解析】
阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3十在阴极区与OH一结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。
(5)写出此阴极反应的电极方程式 。
(6)现用上法处理1×104 L含铬(+6价)78 mg / L的废水,电解时阳极物质消耗的质量至少为________kg。
高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂,具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用,高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下:
试回答下列问题
(1)操作①后的混合液中加入NaOH溶液的作用是: 。
最后用异丙醇洗涤产品的目的是 。
(2) 操作②与操作③相同,该操作名称是:___________________。
(3)反应器中,NaOH、NaClO及Fe(NO3)3反应的离子方程式为: _____________________。
(4)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响(下图甲),当高铁酸钾产率最高时,NaClO的物质的量浓度约为_________。(计算结果保留一位小数)
(5)从环境保护的角度看,制备中间产物Na2FeO4较好的方法为电化学法,其装置如图乙所示,则阳极的电极反应式为 。
燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为 。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2) / n(CO2)] |
500 K |
600 K |
700 K |
800 K |
1.5 |
45% |
33% |
20% |
12% |
2.0 |
60% |
43% |
28% |
15% |
3.0 |
83% |
62% |
37% |
22% |
①若温度升高,则反应的平衡常数K将 (填“增大”、“减小”或“不变”。下同);若温度不变,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],则K将 。
②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式
。若通入甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12 L·min-1(标准状况),并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜 g。
有机物A、B、C、D有如下转化关系。回答下列问题:
(1)乙烯的电子式为 ,分子中含有的共价键类型有 (填极性键或非极性键)。C中含官能团名称 ;
(2)写出反应的化学方程式和有机反应类型:
④ ,反应类型: 。
⑤ ,反应类型: 。
(3)反应②和反应③都可以用来制备物质B,反应②的条件为 。若要制取物质B,最好采用反应 (选填②或③),原因是 。
(4)某单烯烃通过加成反应得到的某烷烃的相对分子质量为86,则该烯烃的分子式为_________。该烷烃存在多种同分异构体,请写出只能由一种烯烃加成得到的烷烃的结构简式,并用系统命名法命名: 、 。
已知在容积固定的密闭容器中充入NH3和O2发生如下反应:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
(1)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是 ;
A.容器中气体总质量不变
B.c(O2)不变
C.υ(O2)=1.25υ(NH3)
D.体系压强不变
E.相同时间内,消耗0.1 mol NH3,同时消耗了0.1 mol NO
(2)向该容器中加入正催化剂,则反应速率 (选填“增大”、“减小”、“不变”,下同),降低容器的温度则反应速率 ,通入Ar,则反应速率 。
(3)若反应在绝热密闭系统中进行时,其余条件不变,反应速率是先增大后减小,其原因是 。
A.反应体系温度先升高后降低,所以反应速率是先增大后减小
B.反应物浓度先升高后降低,所以反应速率先增大后减小
C.该反应为放热反应,在反应开始阶段,主要受体系温度升高的影响,反应速率增大;在反应后阶段,主要受浓度减小因素的影响,反应速率减慢