[化学—选修3:物质结构与性质](15分)早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态铁原子有 个未成对电子,三价铁离子的电子排布式为: ,可用硫氰化钾检验三价铁离子,形成配合物的颜色为 。
(3)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸,而自身还原成氧化亚铜,乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ,一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为 。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是: 。氧化亚铜为半导体材料,在其立方晶胞内部有四个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。
(4)铝单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm(晶胞参数就是晶胞立方体的边长),晶胞中铝原子的配位数为 。列式表示铝单质的密度 g·cm-3(不必计算出结果)
(15分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下:
实验步骤:
在A中加入4.4 g的异戊醇,6.0 g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题:
(1)装置B的名称是:
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是: ;第二次水洗的主要目的是: 。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填标号),
A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口放出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是:
(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是:
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是: (填标号)
(7)本实验的产率是:
A.30℅ B.40℅ C.50℅ D.60℅
(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃开始收集馏分,产率偏 (填高或者低)原因是 。
(14分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为: ;
(2)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为__ ;
(3)COCl2的分解反应为COCl2(g)= Cl2(g)+ CO(g) △H = +108 kJ/mol。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在第8 min时的平衡常数K = __________(保留小数点后三位)
②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度(T8)的高低:T(2)____T(8)(填“<”、“>”或“=”);
③若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)= ______mol/L;
④比较产物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v (2—3)、v(5—6)、v (l2-13)表示]的大小___________;
⑤比较反应物COCl2在5-6 min和15-16 min时平均反应速率的大小:v (5-6) v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是____________。
(14分)酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是有碳粉,二氧化锰,氯化锌和氯化铵等组成的填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可以得到多种化工原料,有关数据下图所示:
溶解度/(g/100g水)
化合物 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-17 | 10-17 | 10-39 |
回答下列问题:
(1)该电池的负极为 ,正极反应式为 ,
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作5分钟,理论消耗Zn g(已知F=96500C/mol)。
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有氯化锌和氯化铵,两者可以通过 分离回收,滤渣的主要成分是二氧化锰、 和 ,欲从中得到较纯的二氧化锰,最简便的方法是 ,其原理是 。
(4)用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌,需去除少量杂质铁,其方法是:加入稀硫酸和双氧水,溶解,铁变为 加碱调节PH为 ,铁刚好完全沉淀(离子浓度≤1×10-5mo1·L-1时即可认为离子沉淀完全)继续加碱调节PH为 锌开始沉淀(假定此时溶液中Zn2+的浓度为0.1 mo1·L-1)。若上述过程不加双氧水的后果 ,原因是 。
室温下,将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为△H1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为△H2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为△H3。则下列判断正确的是
A.△H2>△H3 B.△H1<△H3
C.△H1+△H3 =△H2 D.△H1+△H2 >△H3
能正确表示下列反应的离子方程式为
A.硫化亚铁溶于稀硝酸中:FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S↑
B.NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:HCO3- + OH- = CO32- + H2O
C.少量SO2通入苯酚钠溶液中:C6H5O- + SO2 + H2O = C6H5OH + HSO3-
D.大理石溶于醋酸中:CaCO3 + 2CH3COOH = Ca2+ + 2CH3COO- + CO2↑+ H2O