电石的主要成分为CaC2,易与水反应生成C2H2,故C2H2俗称电石气。某同学设计如下方案测定电石中CaC2的纯度(杂质不参加反应)。
实验原理:CaC2 +2H2O==Ca(OH)2+C2H2 ↑
通过测定生成的气体的体积(标准状况),可确定样品中CaC2的含量。
实验步骤:
①称取样品1.2g;
②把1.2g样品放入气密性良好的气体发生装置,如图所示;
③向样品中滴入水,至不再产生气泡,用量筒排水集气,量筒内液面在360mL处恰与水槽内液面相平;
④作为反应器的烧瓶中有24mL液体。
请回答下列问题:
(1)上述实验所用的玻璃仪器有导管、水槽 、 、 、 。
(2)若实验前有1000 mL、500 mL、250 mL的量筒备用,则应选用 mL的量筒。
(3)生成气体体积是 mL,为保证生成气体体积的准确性,读取量筒刻度时应注意的问题是 。
(4)若将C2H2通入KMnO4溶液中,KMnO4溶液的紫红色会变浅,反应的化学方程式为□KMnO4+□C2H2+□H2SO4——□K2SO4+□MnSO4+□CO2+□ 。若该实验生成的 C2H2完全被KMnO4溶液氧化,至少需0.1 mol·L-1的KMnO4溶液 mL。
(5)通过以上数据计算,可得样品中CaC2的纯度为 。
硼及其化合物在耐髙温合金工业、催化剂制造、髙能燃料等方面应用广泛。
(1)氮化硼是一种耐高温材料,巳知相关反应的热化学方程式如下:
2B(s)+N2(g)= 2BN(s) ΔH=a kJ • mol-1
B2H6 (g)=2B(s) + 3H2 (g) ΔH =b kJ • mol-1
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) ΔH =c kJ• mol-1
①反应B2H6(g)+2NH3(g)=2BN(s) +6H2(g) ΔH = (用含a、b、c 的代数式表示)kJ ·mol-1。
②B2H6是一种髙能燃料,写出其与Cl2反应生成两种氯化物的化学方程式: 。
(2)硼的一些化合物的独特性质日益受到人们的关注。
①最近美国化学家杰西·萨巴蒂尼发现由碳化硼制作的绿色焰火比传统焰火(硝酸钡)更安全,碳化硼中硼的质量分数为78. 6%,则碳化硼的化学式为 。
②近年来人们将LiBH4和LiNH2球磨化合可形成新的化合物 Li3BN2H8和Li4BN3 H10,Li3BN2H8球磨是按物质的量之比n(LiNH2) : n(LiBH4) = 2 : 1加热球磨形成的,反应过程中的X衍射图谱如图所示。
Li3BN2H8在大于250℃时分解的化学方程式为 ,Li3BN2H8与Li4BN3H10 的物质的量相同时,充分分解,放出等量的H2,Li4BN3 H10分解时还会产生固体Li2NH和另一种气体,该气体是 。
(3)直接硼氢化物燃料电池的原理如图,负极的电极反应式为 。电池总反应的离子方程式为 。
铁是地壳中含量第二的金属元素,其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
(―)工业废水中含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的危害,必须进行处理。常用的处理方法是电解法,该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解的进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(1)用Fe作电极的目的是 。
(2)阴极附近溶液pH升高的原因是_ (用电极反应式解释);溶液中同时生成的沉淀还有 。
(二)氮化铁磁粉是一种磁记录材料,利用氨气在400℃以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下:
已知①某赤铁矿石含60.0%Fe2O3、3.6%FeO,还含有Al2O3、MnO2、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下:
(3)步骤②中加双氧水的目的是 ,pH控制在3.4的作用是 ,已知25℃时,Ksp[Cu(OH)2] =2.010-20,该温度下反应:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+的平衡常数K= 。
(4)如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净? 。
(5)制备氮化铁磁粉的反应:Fe+NH3FexNy+H2 (未配平),若整个过程中消耗氨气34.0g,消耗赤铁矿石2 kg,设整个过程中无损耗,则FexNy磁粉的化学式为 。
铁的氧化物可用于脱除煤气中的H2S,该反应原理为:
①Fe3O4 (s)+3H2S(g)+H2 (g)3FcS(s)+4H2O(g) △H=a kJ • mol-1
②Fe2O3(s)+2H2S(g) + H2(g)2FeS(s)+3H2O(g) △H=bkJ • mol-1
③FeO(s)+H2S(g) FeS(s)+H2O(g) △H=ckJ· mol-1
温度与平衡常数的关系如图,下列有关说法正确的是
A.a、b、c均小于0
B.压强越大,H2S的脱除率越高
C.温度越高,H2S的脱除率越高
D.反应①、②、③的平衡常数表达式相同
短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是原子半径最小的元素,Y原子最外层电子数是次外层的2 倍,Z2-比X-多8个电子,W原子的最外层电子数是Z原子最外层电子数的一半。下列叙述正确的是
A.原子半径:rw>rz>ry>rx
B.元素Y的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
C.含X、Y、Z三种元素的化合物的水溶液一定显酸性
D.化合物Y2X4能发生加成反应和氧化反应
下列有关物质除杂的方法中可行的是
A.除去石英中混有的少量铝粉,可加入氢氧化钠溶液溶解后过滤
B.向含有少量的FeBr2的FeCl2溶液中,加入适量氯水,再加CCl4萃取分液,以除去FeC12溶液中的FeBr2
C.除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸,加入饱和氢氧化钠溶液振荡后分液
D.巳知:Ksp (CuS)<Ksp (FeS),可加入过量的难溶电解质FeS,使水中少量的Cu2+转化成硫化物沉淀而除去