(15分)(物质结构与性质)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。
(1)Ti基态原子的电子排布式为: 。
(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性:C (填“>”或“<”,下同)B;第一电离能:N O 。
(3)月球岩石——玄武岩的主要成分为钛硫酸亚铁与80%的硫酸反应可生成的空间构型为 形,其中硫原子采用 杂化。
(4)磷酸肽锂离子电池能来那个密度大、安全性高。可由与反应制得。两分子发生脱水生成焦磷酸:
则三分子脱去两分子生成三磷酸,其结构式为 ,四分子脱去四分子生成的四偏磷酸属于 元酸。
(5)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成太酸盐的晶体结构如图所示(Ti位于立方体的顶点)。该晶体中Ti4+和周围 个O2-紧邻。
(6)Fe能形成多种氧化物,其中FeO晶胞结构为NaCl型。晶体中
实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷,晶体缺陷对晶体的性质会产生重
大影响。由于晶体缺陷,在晶体中Fe和O的个数比发生了变化,变为(x<1),若测得某晶体密度为5.71g·cm-3,晶胞边长为4.28× m,则中x= 。
(15分)(化学与技术)某硫酸厂以含有SO2的尾气、氨气等为原料,合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下:
(1)写出反应Ⅲ的化学方程式: 。
(2)下列有关说法正确的是 (填字母)
A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
B.反应Ⅱ和反应Ⅲ的基本反应类型相同
C.反应Ⅳ需控制在60---70,目的之一是减少碳酸氢铵的分解
D.反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥
(3)(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式: 。
(4)很多硫酸厂为回收利用SO2,直接用氨水吸收法处理尾气。
① 用15.0 mL 2.0 mol/L氨水吸收标准状况下448 mL SO2,吸收液中的溶质为
。
② 某同学用酸性KMnO4溶液滴定上述吸收液,当达到滴定终点时,消耗KMnO4溶液25.00 mL,则酸性KMnO4,溶液中c(KMnO4) = 。
(5)氨气用途广泛,可以直接用于燃料电池,下图是用氨水作原料的燃料电池的工作原理。
氨气燃料电池的电解质溶液最好选择 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液,氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池总反应的化学方程式是 ,负极的电极反应式是
。
(9分)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫。
(1) (填“能”或“不能”)用NaOH溶液代替H2SO4溶液。
(2)酸浸时反应的离子方程式为 。
(3)加CaCO3调节溶液的pH至3.6其目的是 。
(4)已知粉煤灰中Al2O3的质量分数为40.8%,制得的碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]中x=1.5。某实验小组取80.0g粉煤灰进行上述实验,假设在整个过程中铝的损耗率为10%,则可制得碱式硫酸铝的质量为 。
(9分)甲醇是一种重要的有机化工原料,可用于制取甲醚。一定温度下,在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应的正反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)容器Ⅰ中的反应达到平衡时所需的时间 (填“大于”“小于”或“等于”) 容器Ⅱ中的
(4)a= ,b=
(5)已知下面两个反应(m、n均大于0):
反应①:
反应②:
则下列m与n的关系中,正确的是 (填字母)。
A n>2m B m>2n C n=m D m>3n
(9分)氮的氧化物对人体危害极大,实验时应防止其对空气的污染。
实验一:某同学利用下列装置实现铜与浓硝酸、稀硝酸的反应。
Ⅰ、取一段铜丝,用稀硫酸除去铜锈[主要成分是Cu2(OH)2CO3]。
Ⅱ、将洗涤后的铜丝做成匝数较多的螺旋状。
Ⅲ、按如图所示装置连接仪器、检查气密性、装入化学试剂。
(1)请完成过程Ⅰ发生反应的离子方程式:
Cu2(OH)2CO3+4H+= 。
(2)过程Ⅲ的后续操作如下:
① 为使浓硝酸与铜丝接触,操作是打开止水夹a和b, ,当红棕色气体较多时,轻抽注射器使反应停止,关闭a,取下注射器。生成红棕色气体的化学方程式是 。
② 控制b与分液漏斗活塞,玻璃管充满稀硝酸时,关闭b打开a,可见有无色气体产生。稀硝酸充满玻璃管的目的是 。
实验二:NO2与水反应的实验研究。
(3)将3支充满红棕色气体的小试管分倒置在盛有常温水、热水和冰水的3只烧杯中,发现液面上升的高度明显不一致。结果如下表所示(忽略温度对气体体积的影响):
① 根据上表得出的结论是温度越 (填“高”或“低“),进入试管中的溶液越多。
② 查阅材料:a.NO2与水反应的实际过程为:2NO2+ H2O=HNO3+ HNO2,3 HNO2= HNO3+2NO↑+H2O;b. HNO2不稳定。则产生上述现象的原因是 。
(8分)1808年,英国化学家用钾还原氧化镁,最早制得少量的镁。镁是航空工业的重要材料,镁作为一种强还原剂,还用于钛、铍和铀的生产中。
(1)镁在元素周期表中的位置为 。
(2)写出用镁与金红石(主要成分为TiO2)在加热条件下制取钛的化学方程式:
。
(3)镁在加热的条件下还能与NaOH固体反应,生成MgO和单质X、单质Y。已知X与水反应可生成单质Y,则镁与NaOH反应的化学方程式为: 。
(4)镁一过氧化氢电池的工作原理如图所示,该电池放电时总反应的化
学方程式为: