[化学—物质结构与性质]选做(13分)人类生活和工业生产都离不开金属。请根据相关信息回答:
(1)235U可用于核能发电。科学家们采用“气体扩散法”从UF6 获得高浓度的235U。已知UF6在常温常压下是固体,在56.4℃升华成气体,说明UF6 属于 晶体。
(2)某丁香酸金属铜配合物的结构简式如下图所示,请回答。
该化合物中碳原子的杂化方式有 ,Cu原子的外围电子排布式 。
(3)某铜的配合物在煤的液化中起催化作用,其阳离子结构如下图。
①在该离子内部含有的化学键类型有 (填字母)。
a.离子键
b.极性键
c.非极性键
d.配位键
e.范德华力
f.氢键
②煤液化获得的甲醇经催化氧化可得到重要工业原料甲醛(HCHO)。甲醇的沸点 64.96℃,甲醛的沸点-21℃,甲醛的沸点更低的原因是分子间没有氢键。你认为甲醛分子间没有氢键的原因是 。
③甲醛分子σ键和π键的个数比为 。
(4)具有6 配位的Co3+的配合物[Co(NH3)mCln]Cl(3-n)具有一定的抗肿瘤活性。1 mol该配合物与足量AgNO3溶液反应生成2 mol AgCl沉淀,则m= 、n= 。
(15分)化学实验离不开水。请根据水的不同作用和功能,分析以下四个装置图,回答问题:
实验一:制取氢气
(1)图甲所示装置可用于实验室制取氢气,这种制气装置在加入反应物前,如何检查气密性 。
(2)用锌与稀硫酸制取氢气时,加入少量硫酸铜溶液会加快产生氢气的速率,请解释加快反应速率的原因: 。
实验二:喷泉实验
(3)图乙所示装置中烧瓶已装满干燥氨气, 进行喷泉实验时应该先___________(填“挤捏胶头滴管”或“打开止水夹”)。
(4)如果只提供如图丙所示装置,若想迅速引发喷泉,下列方法可行的是 。
a.用热毛巾捂住烧瓶
b.用冰块捂住烧瓶
c.将烧杯中的水换成饱和食盐水
d.向烧杯中加入少量硫酸
实验三:探究一定温度下能使铁钝化的硝酸的最低浓度,实验装置如图丁所示。
①开始实验时,观察到灵敏电流计指针指向铜丝,但又迅速反转指向铁丝;
②再用盛蒸馏水的注射器缓慢向具支试管内加水并振荡,在指针恰好开始反转指向铜丝时停止实验;
③重复三次实验得平均加水量为2.5 mL(水的密度按1.0g/mL计算)。
(5)该实验装置的不足之处是__________________________________。
(6)当指针第一次指向铜丝时,正极的电极反应式为 。
(7)根据此实验计算,使铁钝化的硝酸最低质量分数为 。
(15分)铁的化合物在生产生活中的应用广泛。
(1)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,是一种新型高效水处理剂,它在水处理过程中(铁元素被还原为+3 价)的两个作用是____________、_____________。
(2)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下图。请回答下列问题:
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是____________、______________;
②操作I所得滤液中若加入碱性较强的(NH4)2CO3 溶液,还会产生 Fe(OH)2,可能的原因是: ,该反应的平衡常数K= (填数值)。【已知:Ksp(FeCO3) = 3.2×10-11,Ksp(Fe(OH)2) = 8.0×10-16】
③写出在空气中煅烧FeCO3获得氧化铁产品的化学方程式_____________________;
④煅烧如果不充分,产品中将有Fe2+ 存在,检验产品中有无Fe2+的实验操作是_______。
(3)含 Cr2O72-的酸性废水可加入FeSO4 将其转化为无毒的Cr3+,反应的离子方程式为 。
(15分)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物与价态变化为坐标的二维转化关系如图所示。完成下列填空:
(1)图中X的水溶液在空气中放置易变浑浊,写出反应的化学方程式: ;
(2)下列物质用于Na2S2O3制备,从氧化还原反应的角度
分析,理论上有可能实现的方案是 (选填编号)。
a.Na2S + S b.Z + S c.Na2SO3 + Y d.NaHS + NaHSO3
(3)请补充完整焙烧明矾的化学方程式:
___KAl(SO4)2·12H2O +____S = ____K2SO4 + ____Al2O3 + ____SO2↑ +
(4)研究反应Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + S↓ + SO2↑+ H2O的速率时,下列方案合理的是 (选填编号)。
a.测定一段时间内生成SO2的体积,得出该反应的速率
b.研究浓度、温度等因素对该反应速率的影响,比较反应出现浑浊的时间
c.用Na2S2O3(s)分别与浓、稀硫酸反应,研究浓度对该反应速率的影响
(5)治理含CO、SO2的烟道气,以铝钒土做催化剂,将CO、SO2在380℃时转化为S 和一种无毒气体。已知:①硫的熔点:112.8℃、沸点:444.6℃;
②反应每得到1mol硫,放出270kJ的热量。写出该治理烟道气反应的热化学方程式 。
(6)其他条件相同、催化剂不同时,上述反应中SO2 的转化率随反应温度的变化如图。不考虑催化剂价格因素,生产中选铝矾土做催化剂的主要原因是 。
下列有关图像说法正确的是
A.图(1)表示反应的方程式为5A(g)+7B(g)4C(g)
B.图(2)表示反应5CO(g) + I2O5(s)5CO2(g) + I2(s) △H<0
C.图(3)表示向饱和氯水中逐滴滴入0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液的pH 变化,①到②水的电离程度逐渐减小
D.图(4)表示4H2(g) + 2NO2(g)=N2(g) + 4H2O(g)反应过程的能量变化,加入催化剂,将使C 点降低
电解NO 制备NH4NO3,其工作原理如图所示。下列说法中正确的是
A.阳极上的电极反应为:NO—3e-+ 4OH-= NO3-+ 2H2O
B.电解生成1 mol NH4NO3 时,转移5NA电子
C.电解质溶液中,NO3-离子向阴极移动
D.为了使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充的物质A为稀硝酸