[化学——选修3:物质结构与性质](15分)
汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户,汽车尾气的污染问题也成为当今社会急需解决的问题。为使汽车尾气达标排放,催化剂及载体的选择和改良是关键。目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如图甲:
(1)下列有关说法正确的是________。
A.C3H8中碳原子都采用的是sp3杂化
B.O2、CO2、NH3都是非极性分子
C.每个N2中,含有2个π键
(2)CO的一种等电子体为NO+,NO+的电子式为
(3)CO与Ni可生成羰基镍[Ni(CO)4],已知其中镍为0价,镍原子在基态时,核外电子排布式为___________;[Ni(CO)4]的配体是________,配位原子是________。
(4)Zr原子序数为40,价电子排布式为4d25s2,它在周期表中的位置是________。
(5)为了节省贵重金属并降低成本,也常用钙钛矿型复合氧化物催化剂。一种复合氧化物晶体结构如图乙,则与每个Sr2+紧邻的O2-有________个。
(14分)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,Fe2O3等)提取Al2O3作冶炼铝的原料,由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示:
(已知:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)
(1)赤泥中的主要成分是 (化学式);向滤液中通入过量CO2所发生反应的离子方程式为 。
(2)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,则铝和氧化铁反应的化学方程式为 。
(3)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮而除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有______。固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在________。
(4)镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4-形式存在,则阳极的电极反应式为_____________。
(5)钢材镀铝后,抗腐蚀性能会大大增强,其原因是_____________。
(14分) NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
(1)上述反应中氧化剂是________。
(2)根据上述反应,鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有:①水、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋,你认为必须选用的物质有________(填序号)。
(3)某厂废液中,含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是________(填编号)。
A.NaCl B.NH4Cl C.HNO3 D.浓H2SO4
(4)请完成并配平以下化学方程式:
□Al+□NaNO3+□NaOH===□NaAlO2+□N2↑+□ 。
若反应过程中转移5 mol e-,则生成标准状况下N2的体积为________L。
(5)在微生物作用的条件下, NH4+经过两步反应被氧化成NO3ˉ。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是 反应(填“放热”或“吸热”),
②1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3ˉ(aq)的热化学方程式是: 。
(15分)氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案。(已知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑)
【方案1】取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
(1)上图C装置中球形干燥管的作用是______________。
(2)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先检查装置气密性;再加入实验药品。接下来的实验操作是关闭K1,打开K2,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体。打开K1,通入氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是______________。
(3)由于装置存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见_________。
【方案2】用右图装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去)。
(4)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是____________。
A.CCl4 B.H2O C.NH4Cl溶液 D.
(5)实验结束时,读取量气装置中的X液体的体积时应注意的问题有 ; ; 。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度:
(6)样品中A1N的质量分数为 (用含m1 m2的代数式表示)。
(7)若在步骤③中未洗涤,测定结果将__________(填“偏高”、“偏低”或 “无影响”)。
CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法正确的是
A.途径①和途径②都体现了硫酸的酸性和氧化性
B.Y可以是酒精溶液
C.CuSO4在1100℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体
D.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶,可制得胆矾晶体
某溶液可能含有Clˉ、SO42ˉ、CO32ˉ、NH4+、Fe3+、Fe2+、Al3+ 和Na+。某同学为了确认其成分,取部分试液,设计并完成了如下实验:
由此可知原溶液中
A.原溶液中c(Fe3+)=0.2 mol·L-1
B.溶液中至少有4种离子存在,其中Clˉ一定存在,且c(Clˉ)≥0.2 mol·L-1
C.SO42ˉ、NH4+ 、Na+一定存在,CO32ˉ、Al3+一定不存在
D.取少量原溶液于试管中,加入KSCN溶液,溶液成血红色,说明该溶液一定没有Fe2+,只有Fe3+