Ⅰ.某溶液中仅含下表离子中的5种离子(不考虑水的电离及离子的水解),且离子的物质的量均为1mol。
阴离子 |
SO42-、NO3-、Cl- |
阳离子 |
Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Al3+ |
①若向原溶液中加入KSCN溶液,无明显变化。②若向原溶液中加入过量的盐酸,有气体生成,溶液中阴离子种类不变。③若向原溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。试回答下列问题
(1)若先向原溶液中加入过量的盐酸,再加入KSCN溶液,现象是 。
(2)原溶液中含有的阳离子是 。
(3)向原溶液中加入足量的盐酸,发生反应的离子方程式为 。
(4)向原溶液中加入足量的NaOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧,最终所得固体用托盘天平称量质量为 。
Ⅱ. 草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)、碳酸锂和二氧化硅在氩气中高温反应可制备锂电池的正极材料硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)。草酸亚铁晶体在氩气气氛中进行热重分析,结果如右图所示(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数),请回答下列问题:
(5)草酸亚铁晶体中碳元素的化合价为:
(6)A→B发生反应的化学方程式为 。
(7)精确研究表明,B→C实际是分两步进行的,每一步只释放一种气体,第二步释放的气体的相对分子质量较第一步的大,则第一步释放的气体化学式为: ;释放第二种气体时,反应的化学方程式为 。
迷迭香酸(F)的结构简式为:
它是存在于许多植物中的一种多酚,具有抗氧化、延缓衰老、减肥降脂等功效,以A为原料合成F的路线如下:
根据题意回答下列问题:
(1)写出结构简式:A ;D 。
(2)写出反应类型:反应① ;反应② 。
(3)反应③的试剂:____ 。
(4)lmol F分别与足量的溴水和NaOH溶液反应,最多可消耗Br2 mol,NaOH mol。
(5)E在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式是(已知苯环上羟基很难直接与羧酸发生酯化反应) 。
(6)与E互为同分异构体,且同时满足下列条件的有机物有 种。
①苯环上有四个取代基,且苯环上的一氯取代物只有一种。
②1mol该物质分别与NaHC03Na2C03反应时,最多消耗NaHCO3 Na2CO3的量分别是1mol和4mol。
太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺人Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
(1)镓的基态原子的电子排布式是___ 。
(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 (用元素符号表示)。
(3)H2Se的酸性比H2S____(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为____ 。
(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是 。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]—而体现一元弱酸的性质,则[B(OH)4]—中B的原子杂化类型为 。
(6)金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是____,反应的离子方程式为 。
(7)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶脆中,Au原子位于顶点,Cu原子位于面心,则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为 ,若该晶胞的边长为a pm,则合金的密度为 g·cm-3(已知lpm=10-12m,只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加塞罗常数为NA)。
肉桂酸甲酯M,常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。M属于芳香族化合物,苯环上只含有一个直支链,能发生加聚反应和水解反应。测得M的摩尔质量为162g·mol-1,只含碳、氢、氧,且原子个数之比为5:5:1。
(1)肉桂酸甲酯的结构简式是______________________。
(2)G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如右图所示(图中球与球之间连线表示单键或双键)。G的结构简式为 。
(3)用芳香烃A为原料合成G的路线如下:
①化合物E中的官能团有________(填名称)。
②E―→F的反应类型是________,
F―→G的化学方程式为__________________________________________________。
③写出两种符合下列条件的F的稳定的同分异构体的结构简式 , 。
ⅰ.分子内含苯环,且苯环上只有一个支链;
ⅱ.在催化剂作用下,1mol该物质与足量氢气充分反应,最多消耗5mol H2;
ⅲ.它不能发生水解反应,但可以发生银镜反应。
硼元素B在化学中有很重要的地位。硼的化合物在农业、医药、玻璃等方面用途很广。请回答下列问题:
(1)写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子排布式_________________。从原子结构的角度分析,B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料。同属原子晶体的氮化硼(BN)比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是_____________________________。
(3)在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是__________,SiF4微粒的空间构型是__________。又知若有d轨道参与杂化,能大大提高中心原子成键能力。试解释为什么BF3、SiF4水解的产物中,除了相应的酸外,前者生成BF4一后者却是生成SiF62—:______________________________________________。
(4)科学家发现硼化镁在39K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。下图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿Z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_______。
利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-,可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO2-的离子方程式为________。
(二)某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子 |
Fe3+ |
Fe2+ |
Mg2+ |
Al3+ |
Cu2+ |
Cr3+ |
开始沉淀 时的pH |
1.9 |
7.0 |
— |
— |
4.7 |
— |
沉淀完全 时的pH |
3.2 |
9.0 |
11.1 |
8 |
6.7 |
9(>9溶解) |
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是________(至少写一条)。
(2)调pH=8是为了除去________(填Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+)。
(3)钠离子交换树脂的原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交换的杂质离子是________(填Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+)。
(4)试配平氧化还原反应方程式:□Na2Cr2O7+□SO2+□H2O = □Cr(OH)(H2O)5SO4+□Na2SO4;每生成1mol Cr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为________。
(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3。腐蚀铜板后的混合浊液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol·L-1,请参照上表给出的数据和提供的药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤:①________;②________;③过滤。(提供的药品:Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)。