CaC2可用于固氮:CaC2+N2CaCN2+C,CaCN2(氰氨化钙)和水反应可生成NH3。
(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式: 。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是 。
(3)NH3中N原子的杂化方式为 ;根据价层电子对互斥理论推测CO32-的空间构型为 。
(4)CaCN2中阴离子为CN22-,与CN22-互为等电子体的分子有 (填写一种化学式即可);写出CaCN2水解反应的化学方程式
氮的重要化合物如氨(NH3)、肼(N2H4)、三氟化氮(NF3)等,在生产、生活中具有重要作用。
(1) 利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:
H2O(l)=H2O(g) △H1=44.0 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=229.3 kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H3=-906.5 kJ·mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H4
则△H4= kJ·mol-1。
(2) 使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。
① 写出该反应的离子方程式: 。
② 在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图1所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为: ;为抑制肼的分解,可采取的合理措施有 (任写一种)。
图1 图2
(3) 在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如上图2所示。
① 氮化硅的化学式为 。
② a电极为电解池的 (填“阴”或“阳”)极,写出该电极的电极反应式: ;电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质,该气体的分子式是 。
高纯度的绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药。下面是以商品级纯度铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法:
已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
(1)检验所得绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是___________________________。
(2)操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是_______________________;
通入硫化氢至饱和的目的是:①除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子;
②除去Fe3+,反应的离子方程式为___________________________。
(3)操作IV的顺序依次为:___________、降温结晶。
(4)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②____________________________。
(5)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取2.8500g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol·L—1 KMnO4溶液滴定至终点,反应为:
5Fe2++MnO4—+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为______________________。
化合物KaFeb(C2O4)c·dH2O(其中铁为正三价)是重要的光化学试剂。通过下述实验确定该晶体的组成。
步骤a:称取该样品4.91g溶于水中配成250mL溶液,取出25mL溶液,向其中加入过量的NaOH溶液,将沉淀过滤,洗涤,高温灼烧至质量不再改变,称量其固体的质量为0.08g。
步骤b:另取出25mL溶液,加入适量稀H2SO4溶液,用0.050 mol·L-1KMnO4溶液滴定,到达滴定终点时,消耗KMnO4溶液24.00mL。
已知: KMnO4+ H2C2O4+ H2SO4= MnSO4+ K2SO4+ CO2+ H2O
(1) 配平上述反应方程式
(2) 草酸为二元弱酸,其一级电离的方程式为 。
(3)滴定终点观察到的现象为 。
(4)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
苯佐卡因可用于粘膜溃疡、创面等的镇痛,是一种常用的局部麻醉剂,其合成路线如下图所示:
已知:① 当苯环上连有甲基时,再引入的其他基团主要进入甲基的邻位或对位;当苯环上连有羧基时,再引入的其他基团主要进入羧基的间位。
请回答下列问题:
(1)上述合成路线中属于取代反应的是 。(填代号)。
化合物C中含有的含氧官能团的名称为 。
(2)合成路线中反应①的化学方程式为 。
(3)下列关于上述合成路线的说法中正确的是 。(填字母)
a.反应①除主要生成物质A外,还可能生成、等
b.步骤①和②可以互换
c.反应③是还原反应
(4)苯佐卡因有多种同分异构体,请写出其中任意一种满足下列条件的同分异构体的结构简式: 。
①有两个对位取代基;②-NH2直接连在苯环上;③分子结构中含有酯基。
(5)化合物有较好的阻燃性,请写出以甲苯为主要原料制备该阻燃剂的合成路线流程图。提示:①合成过程中无机试剂任选;②合成路线流程图示例如下:
某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl-四种离子,现设计下列方案对废液进行处理,以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。
(1)沉淀1中含有的金属单质是 。
(2)氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为 。
(3)下列物质中,可以作为试剂X的是 (填字母)。
A.BaCl2 B.BaCO3 C.NaOH D.Ba(OH)2
(4)检验沉淀2洗涤是否完全的方法是 。
(5)制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量,其目的是 。
(6)由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为 、冷却结晶、 、洗涤、干燥。