钴是人体必需的微量元素,含钴化合物作为颜料,具有悠久的历史,在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用,请回答下列问题:
(1)Co基态原子的电子排布式为_____________;
(2)酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用,其结构如图所示,中心离子为钴离子。
①酞菁钴中三种非金属原子的电负性有大到小的顺序为_____________,(用相应的元素符号作答);碳原子的杂化轨道类型为_____________;
②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是_____________;
(3)CoCl2中结晶水数目不同呈现不同的颜色。
CoCl2可添加到硅胶(一种干燥剂,烘干后可再生反复使用)中制成变色硅胶。简述硅胶中添加CoCl2的作用:_____________;
(4)用KCN处理含Co2+的盐溶液,有红色的Co(CN)2析出,将它溶于过 量的KCN溶液后,可生成紫色的[Co(CN)6]4-,该配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-,写出该反应的离子方程式:_____________;
(5)Co的一种氧化物的晶胞如图所示(),在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有_________个;筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在 5K 下呈现超导性的晶体,该晶体具有CoO2的层状结构(如下图所示,小球表示Co原子,大球表示O原子)。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是_____________。
红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7•2H2O)是重要的基本化工原料,应用领域十分广泛。
(1)实验室中红矾钠可用铬铁矿(主要成分:FeO•Cr2O3)利用以下过程来制取。
①步骤I中反应的化学方程式为:4FeO•Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2═8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2该反应的化学平衡常数的表达式为_____________,在常温下该反应速度极慢,下列措施中能使反应速率增大的是_____________;
A.升高温度 B.通入过量的空气 C.将原料粉碎 D.增加纯碱的用量
②步骤II中所得溶液显碱性,其中除含有Na2CrO4外还含有铝、硅元素的化合物,它们的化学式可能是_____________;
③步骤III需将溶液的pH调至7~8并煮沸,其目的是_____________;
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为:_____________;
(2)将红矾钠与KC1固体1:2(物质的量比)混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体,反应方程式为:Na2CrO4+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl(已知NaCl的溶解度受温度影响小,K2Cr2O7的溶解度受温度影响大),基本实验步骤为:①溶解;②_____________、③_____________、④冷却、结晶,过滤,得到K2Cr2O7晶体.
研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义.
(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1,C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1,则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_____________;
(2)CO与O2设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液).该电池的负极反应式为_____________;
(3)CO2和H2充入一定体积的恒容密闭容器中,在两种温度下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1。
①该反应的△H_________0(填“大于或小于”),曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“>、=或<”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡.
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1mol CO2、3mol H2 | a mol CO2、3a mol H2、 b mol CH3OH(g)、b mol H2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则b的取值范围为_____________;
(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2.紫外光照射时,在不同催化剂(I、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化见图2.在0~15小时内,CH4的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为_____________(填序号)。
(5)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸.在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图3。
①当温度在_____________范围时,温度是乙酸生成速率的主要影响因素;
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,稀硝酸还原产物为NO,写出有关的离子方程式_____________。
雾霾含有大量的污染物SO2、NO,工业上变废为宝利用工业尾气获得NH4NO3产品的流程图如下:(Ce为铈元素):
(1)上述流程中循环使用的物质有_____________,
(2)上述合成路线中用到15%-20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2),其水溶液具有弱碱性,显碱性的原因:HOCH2CH2NH2 + H2OHOCH2CH2NH3+ + OH-,写出乙醇胺吸收CO2的化学方程式_____________。
(3)写出吸收池Ⅲ中,酸性条件下NO转化为NO2-的离子方程式为_____________。
(4)向吸收池Ⅳ得到的HSO3﹣溶液中滴加少量CaCl2溶液,出现浑浊,pH降低,用平衡移动原理解释溶液pH降低的原因:_____________。
(5)电解池Ⅴ可使Ce4+再生,装置如下图所示:
生成Ce4+从______口(填字母)流出,写出阴极的电极反应式_____________:
(6)从氧化池Ⅵ中得到粗产品NH4NO3的实验操作是_____________、_____________、过滤、洗涤等。
草酸亚铁为黄色固体,作为一种化工原料,可广泛用于涂料、陶瓷、玻璃器皿等的着色剂以及新型电池材料、感光材料的生产。 合成草酸亚铁的流程如下:
(1)配制(NH4)2Fe(SO4)26H2O溶液时,需加入少量稀硫酸,目的是_____________。
(2)得到的草酸亚铁沉淀需充分洗涤,检验是否洗涤干净的方法是_____________。
(3)将制得的产品(FeC2O4·2H2O)在氩气气氛中进行加热分解,结果如下图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。
①则A-B发生反应的化学方程式为_____________;
②已知B→C过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成,写出B→C的化学方程式_____________;
(4)某草酸亚铁样品中含有少量草酸铵。为了测定不纯产品中草酸根的含量,某同学做了如下分析实验:
Ⅰ.准确称量m g样品,溶于少量2mol/L硫酸中并用100mL容量瓶定容。
Ⅱ.取上述溶液20mL,用c mol/L高锰酸钾标准溶液滴定,溶液变为淡紫色,消耗高锰酸钾溶液的体积为V1 mL。
Ⅲ.向上述溶液中加入足量Zn粉,使溶液中的Fe3+恰好全部还原为Fe2+,过滤,
Ⅳ.洗涤剩余的锌粉和锥形瓶,洗涤液并入滤液
Ⅴ.用c mol/L KMnO4溶液滴定该滤液至溶液出现淡紫色,消耗KMnO4溶液的体积V2 mL。
回答下列问题:
①已知:草酸(H2C2O4)与酸性高锰酸钾溶液反应,现象是有气泡产生,紫色消失,写出该反应的离子方程式:_____________;
①若省略步骤Ⅳ,则测定的草酸根离子含量 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
②m g样品中草酸根离子的物质的量为_____________(用c,V1,V2的式子表示,不必化简)
已知0.1mol/L的二元酸H2A溶液的PH=4,则下列说法中不正确的是( )
A.在Na2A和NaHA溶液中离子种类相同
B.在溶质物质的量浓度相等的Na2A和NaHA溶液中,阴离子总数相等
C.在NaHA溶液中一定有:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)
D.在Na2A溶液中一定有:c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)