镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、炭粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成.由于电池使用后电极材料对环境有危害,某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,并设计出相关实验流程图
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+
②某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH如表所示:
回答下列问题:
(1)根据表数据判断步骤②依次析出沉淀Ⅱ 和沉淀Ⅲ (填化学式),则pH1 pH2(填填“>”、“=”或“<”),控制两种沉淀析出可利用 。
A.pH试纸 B.石蕊指示剂 C.pH计
(2)已知溶解度:NiC2O4>NiC2O4•H2O>NiC2O4•2H2O,则反应③的化学方程式是 。第③步反应后,过滤沉淀时需要的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因 、 。
(3)④中阳极反应产生的气体E为 ,验证该气体的试剂为 。
(4)试写出反应⑥的离子方程式 。
一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。工业上依此用CO生产燃料甲醇。
(1)甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(CO)=__________________。
(2)乙图表示该反应进行过程中能量的变化。曲线b下的反应条件为 。该反应的焓变是________(填“ΔH<0”或“ΔH>0”),写出反应的热化学方程式 ;选择适宜的催化剂______(填“能”或“不能”)改变该反应的反应热。
(3)该反应平衡常数K的表达式为______________________,温度升高,平衡常数K________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)恒容条件下,下列措施中能使增大的有____________。
a.降低温度 b.充入He气
c.再充入1molCO和2molH2 d.使用催化剂
固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:
甲:Mg(NO3)2、NO2、O2 乙:MgO、NO2、O2
丙:Mg3N2、O2 丁:MgO、NO2、N2
(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是 。
查阅资料得知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
(2)实验过程
①取器连接后,放人固体试剂之前,关闭K,微热硬质玻璃管(A),观察到E 中有气泡连续放出,表明 。
② 称取Mg(NO3)2固体3. 79 g置于A中,加热前通人N2以驱尽装置内的空气,其目的是________;关闭K,用酒精灯加热时,正确操作是先______然后固定在管中固体部位下加热。
③ 观察到A 中有红棕色气体出现,C、D 中未见明显变化。
④ 待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0g
⑤ 取少量剩余固体于试管中,加人适量水,未见明显现象。
(3)实验结果分析讨论
① 根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_______是正确的。
② 根据D 中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2,D中将发生氧化还原反应 (填写化学方程式),溶液颜色会退去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检侧到的原因是 。
③ 小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装里进一步研究。
【化学与技术】
由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转化为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式是 、 ,反射炉内生成炉渣的主要成分是 ;
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%。转炉中将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化成Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式是 、 ;
(3)粗铜的电解精炼如图所示。
在粗铜的电解过程中,粗铜板是图中电极 (填图中的字母);在电极d上发生的电极反应为 ;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为 。
【物质结构与性质】
X、Y、Z、M、N、Q为元素周期表前四周期的六种元素。其中X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,M的内层电子数是最外层电子数的9倍,N的原子序数比M小1, Q在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题:
(1)X元素在周期表中的位置是 ,属 区元素,它的最外层电子的电子排布图为 。
(2)XZ2分子的立体结构是 ,YZ2分子中Y的杂化轨道类型为 ,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是 (写分子式),理由是 。
(3)含有元素N的盐的焰色反应为 色,许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是 。
(4)元素M与元素Q形成晶体结构如图所示,设其晶胞边长为a pm,则a位置与b位置之间的距离为_______pm(只要求列算式)。
【有机物化学基础】
有机物G是制备液晶材料的中间体之一,其结构简式为:
G的一种合成路线如下:其中,A~F分别代表一种有机化合物,合成路线中的部分产物及反应条件已略去。
已知:X的核磁共振氢谱只有1种峰;RCH=CH2RCH2CH2OH;通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。请回答下列问题:
(1)A的结构简式是 ;C中官能团的名称是 。
(2)B的名称是 。第①~⑦步中属于取代反应的有 (填步骤编号)
(3)写出反应⑤的化学方程式 。
(4)第⑦步反应的化学方程式是 。
(5)G经催化氧化得到Y(C11H12O4),写出同时满足下列条件的Y的所有同分异构体的结构简式 。
a.苯环上的一氯代物有2种; b.水解生成二元羧酸和醇。