氯及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)在基态氯原子中,排布电子的原子轨道数为 个,其价电子层中存在 对自旋相反的电子。
(2)四氯化碳与水不互溶发生分层,四氯化硅与四氯化碳分子结构相似,但遇水极易发生水解反应,导致二者性质不同的原因是 。
(3)熔融时氯化铝生成可挥发的二聚体Al2Cl6,其分子中存在的化学键的类型有 ,Al原子的杂化轨道类型是 ;更高温度时二聚体离解生成AlCl3(与BF3结构类似),其分子空间构型为 。
(4)四种卤化物:NaF、CsCl、HF、HCl,其熔点从高到低的顺序为 。
(5)CuCl中基态Cu+的价层电子排布式为 ,其晶体与闪锌矿相似,晶胞中氯原子分别位于面心和顶点,则位于晶胞内部的Cu原子有 个。其晶胞参数a=x nm,列式表示CuCl晶体的密度__________g·cm-3(不必计算出结果)。
电解精炼铜的阳极泥中含有大量的贵重金属和硒、碲等非金属元素。实验室从电解精炼铜的阳极泥中提取金、银、硒的流程如下:
已知:单质金在酸性环境下与NaClO3、NaCl反应生成NaAuCl4;NaAuCl4可被Fe2+、SO2还原为单质金;硒的化合物不能被Fe2+还原,而能被SO2还原。
请回答下列问题:
(1)步骤①所得“浸铜液”中铜元素的存在形态为 (用化学式表示);加入稀硫酸的目的是 。
(2)写出步骤③中金元素进入“氯化液”的离子反应方程式 ;银元素进入“氯化渣”中,则其存在的形态为 (用化学式表示)。
(3)步骤⑤需在氯化液中加入适当的试剂,可选择的试剂为 (填代号)。
A.FeSO4·7H2O B.FeCl3 C.SO2 D.Na2SO3
若“氯化液”中c(AuCl4-)为0.01mol·L-1,则处理500mL该“氯化液”需消耗该物质的质量为 g。
(4)步骤②可以通过电解的方法得到单质铜,则电解时阴极的电极反应式为 ;在步骤③中,硒元素被氧化成亚硒酸,则步骤⑦制粗硒的化学反应方程式 。
研究氮氧化物的反应机理,对于消除对环境的污染有重要意义。升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g)N2O2(g)(快) v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2) ∆H1<0
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2) ∆H2<0
请回答下列问题:
(1)反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的∆H= kJ·mol-1(用含∆H1和∆H2的式子表示)。一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K= ,升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反应②,反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1 E2(填“>”、“<”或“=”)。根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是 。
A.k2正增大,c(N2O2)增大 B.k2正减小,c(N2O2)减小
C.k2正增大,c(N2O2)减小 D.k2正减小,c(N2O2)增大
由实验数据得到v2正~[O2]的关系可用右图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为 (填字母)。
(3)工业上可用氨水作为NO2的吸收剂,NO2通入氨水发生的反应:2NO2+2NH3·H2O=NH4NO3+NH4NO2+H2O。若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色,则反应后溶液中c(NH4+) c(NO3-)+c(NO2-)(填“>”“<”或“=”)。工业上也可用电解法处理氮氧化物的污染。电解池如图所示,阴阳电极间是新型固体氧化物陶瓷,在一定条件下可传导O2-。该电解池阴极的电极反应式是 。阳极产生的气体N的化学式是 。
废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可通过下列方法回收钴、锂。
已知:①Co(OH)2是两性氢氧化物。
请回答下列问题:
(1)浸出过程中为加快浸出速率,可以采取的措施有 (写出两点)。
(2)浸出过程中Na2S2O3被氧化为Na2SO4的化学方程式为 。
该过程中可用盐酸代替H2SO4和Na2S2O3,但缺点是 。
(3)滤渣的成分为 ,充入空气的目的是 。
(4)沉钴过程中不使用NaOH溶液的原因是 。当溶液中c(Co2+)≤10-5mol·L-1时即认为沉淀完全,则需要控制x≥ (Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15)。制得的Co(OH)2不宜在空气中长期放置,会被空气中的O2氧化成Co(OH)3,化学反应方程式为 。
(5)碳酸锂的溶解度随温度的变化如右图所示,则洗涤碳酸锂沉淀时应选 (填“热水”或“冷水”)。
某化学小组在实验室制取Na2O2。查阅资料可知:钠与空气在453~473K之间可生成Na2O,迅速提高温度到573~673K之间可生成Na2O2,若温度提高到733~873K之间Na2O2可分解。除Li外其他碱金属不与N2反应。
(1)甲组设计制取Na2O2装置如右图。
①使用该装置制取的Na2O2中可能含有的杂质为 。
A Na3N B Na2CO3 C Na2O D NaOH E NaHCO3
②该小组为测定制得的Na2O2样品的纯度,设计装置如下:
烧瓶中发生的主要反应的化学方程式是 。分液漏斗和烧瓶用导管连接可使稀硫酸顺利流下,也可防止产生实验误差,若没有该导管将导致测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。测定装置的接口从左至右正确的连接顺序是 。
(2)乙组从反应历程上分析该测定反应存在中间产物,从而导致测定结果 (填“偏大”或“偏小”)。为证明其分析的正确性,设计实验方案如下:
实验方案 | 产生的现象 |
I.取烧瓶中的反应液加入少量MnO2粉末 | 有大量气泡逸出 |
Ⅱ.向NaOH稀溶液中加入2-3滴酚酞试液,然后加入少量的反应液 | 溶液先变红后褪色 |
Ⅲ.向反应液中加入2-3滴酚酞试液,充分振荡,然后逐滴加入过量的NaOH稀溶液 | 开始无明显现象,加NaOH溶液先变红后褪色 |
在上述实验中,能够证明乙组分析正确的最佳方案是 (填实验序号)。根据上述实验可知,反应溶液中存在的中间产物与酚酞作用的条件是 。
(3)丙组根据上述提供的有关信息,设计一个方案可准确的测定样品的纯度。请简述实验操作和需要测定的有关数据 。
25℃时,向10mL0.2mol·L-1NaCN溶液中加入0.2mol·L-1盐酸,溶液pH随加入盐酸的体积变化情况如下图所示。已知:Ka(HCN)=6.4×10-10。下列说法错误的是
A.a点时,CN-离子浓度大于其他点
B.b点时,c(HCN)>c(CN-)
C.c点时,c(Na+)=c(Cl-)+c(CN-)
D.d点时,溶液的c(H+)≈8×10-5mol·L-1