[化学—物质结构与性质]
现有A、B、C、D、E、F六种物质或粒子,其中A、B、C、D都具有如图所示的结构或结构单元,(图中正四面体以外可能有的部分未画出,虚线不表示化学键或分子间作用力,X、Y可以相同也可以不同)。A、B、G为原子晶体,工业上利用单质A的同素异形体与B物质发生置换反应来制取单质G的粗产品。C、D、E、F均含有10个电子,且D是阳离子,D与F的组成元素相同。C、E、F为分子晶体,E常温下呈液态。
(1)与A同主族的第四周期元素基态原子的价电子排布图为 。
(2) D的中心原子J的杂化类型为 ,F易溶于E,其原因是 。
(3)科学家把A60和钾(K)掺杂在一起制造出了一种化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。其化学式为 。
继A60后,科学家又合成了G60、J60,A、G、J原子电负性由大到小的顺序是 (填元素符号)。G60分子中每个G原子只跟相邻的3个G原子形成共价键,且每个G原子最外层都满足8电子稳定结构,则1mol G60分子中π键的数目为 。
(4)已知某红紫色配合物为CoCl3·5F·H2O,其水溶液显弱酸性,加入强碱无现象,加热至沸腾有F放出,同时产生Co2O3沉淀。加AgNO3于该配合物溶液中,有AgCl沉淀生成,过滤后加AgNO3溶液于滤液中无变化,但加热至沸腾有AgCl沉淀生成,且其质量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式为 。
[化学—化学与技术]
水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质,水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题:
(1)某贫困山区,为了寻找合适的饮用水,对山上的泉水进行了分析化验,结果显示,水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-。则该硬水属于___________(填“暂时”或“永久”)硬度,若要除去Ca2+、Mg2+,可以往水中加入石灰和纯碱,试剂加入时先加___________后加___________。
(2)我国规定饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是:将水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+,并将其折算成CaO的质量,通常把1升水中含有10mgCaO称为1度。某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测。实验涉及的部分反应
M2+(金属离子)+EBT-(铬黑T)===MEBT+
蓝色 酒红色
M2+(金属离子)+Y4-(EDTA)===MY2-
MEBT++Y4-(EDTA)===MY2-+EBT-(铬黑T)
实验过程:
① 取地下水样品25.00mL进行预处理。写出由Mg2+引起的暂时硬度的水用加热方法处理时所发生反应的化学方程式:____________________。
② 预处理的方法是向水样中加入浓盐酸,煮沸几分钟,煮沸的目的是______________________。
③ 将处理后的水样转移到250mL的锥形瓶中,加入氨水—氯化铵缓冲溶液调节pH为10,滴加几滴铬黑T溶液,用0.010mol/L的EDTA标准溶液进行滴定。滴定终点时共消耗EDTA溶液15.00mL,则该地下水的硬度为_________________。
(3)某工业废水中含有CN-和Cr2O72-等离子,需经污水处理达标后才能排放,污水处理厂拟用下列流程进行处理:
回答下列问题:
① 流程②中,反应后无气体放出,该反应的离子方程式为________________。
② 含Cr3+废水需进一步处理,请你设计一个处理方案:__________________。
雾霾天气是一种大气污染状态,其污染的来源多种多样,如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧等。
(1)汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂的条件下可净化。
① 已知部分化学键的键能如下
化学键 | N≡O | C≡O | C=O | N≡N |
键能(KJ/mol) | 632 | 1072 | 750 | 946 |
请完成汽车尾气净化中发生反应的热化学方程式
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH= kJ/mol
② 若上述反应在恒温、恒容的密闭体系中进行,t1时刻达到平衡状态,则下列示意图不符合题意的是 (填选项序号)。
(2)t1℃下,向体积为10L的恒容密闭容器中通入NO和CO , 测得了不同时刻NO和CO的物质的量如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/×l0-2mol | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
n(CO)/×l0-1mol | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
则t1℃时该反应的平衡常数K= ,既能增大反应速率又能使平衡正向移动的措施是 。(写出一种即可)
(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。在氨气足量的情况下,不同c(NO2)/c(NO),不同温度对脱氮率的影响如图所示(已知氨气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应),请回答:①温度对脱氮率的影响 ,②给出合理的解释: 。
锰是一种银白色的脆性金属,强度不如铁,但把锰加到钢铁中,竟然能使钢铁的强度提高4~8倍,而且还提高了钢的耐磨性,所以锰钢在工农业生产及国防建设中有着广泛的用途。
用阴离子膜电解法的新技术从含有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等成分的锰矿石中提取金属锰,其工艺流程如下:
已知FeCO3、MnCO3难溶于水。
(1)设备1中反应后,滤液1里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣1中也无MnO2。则滤渣1的主要成分是 (填化学式)。
(2)设备1中发生氧化还原反应的离子方程式是 。
(3)设备2中加足量双氧水的作用是 。
设计实验方案检验滤液2中是否存在Fe2+: 。
(4)设备4中加入过量氢氧化钠溶液,沉淀部分溶解。用化学平衡移动原理解释原因: 。
(5)设备3中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置如图:
① 电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是直流电源的 极。实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,其电极反应式为 。
② 该工艺之所以采用阴离子交换膜,是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费,写出该副反应的电极反应式 。
天津港“8.12”爆炸事故中,因爆炸冲击导致氰化钠泄漏,可以通过喷洒双氧水或硫代硫酸钠溶液来处理,以减轻环境污染。
资料:氰化钠化学式NaCN(C元素+2价,N元素-3价),白色结晶颗粒,剧毒,易溶于水,水溶液呈碱性,易水解生成氰化氢。
(1) NaCN水溶液呈碱性,其原因是 (用离子方程式解释)。
(2) NaCN用双氧水处理后,产生一种酸式盐和一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,写出该反应的化学方程式 。
某化学兴趣小组实验室制备硫代硫酸钠(Na2S2O3),并检测用硫代硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水能否达标排放。
【实验一】实验室通过下图装置制备Na2S2O3。
(3)a装置中盛Na2SO3固体的仪器名称是 ;b装置的作用是 。
(4)c装置中的产物有Na2S2O3和CO2等,d装置中的溶质有NaOH、Na2CO3,还可能有 。
(5)实验结束后,在e处最好连接盛 (选填“NaOH溶液”、“水”、“CCl4”中任一种)的注射器,再关闭K2打开K1,防止拆除装置时污染空气。
【实验二】测定用硫代硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。
已知:
① 废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。
② Ag++2CN- = [ Ag (CN)2]-, Ag++I- = AgI↓,AgI呈黄色,且CN-优先与Ag+反应。
实验如下:
取25.00 mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI溶液作指示剂,用1.000 ×10-4 mol/L的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为2.50 mL。
(6) 滴定终点的判断方法是 。
(7) 处理后的废水中氰化钠的含量为 mg/L。
25℃时,电离常数Ka(HF)=3.6×10-4mol/L,溶度积Ksp(CaF2)=1.46×10-10,Ksp(AgCl)=4×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16。下列说法正确的是
A.AgCl不能转化为AgI
B.25℃时,0.1mol/L HF溶液pH=l
C.向1L0.1 mol/LHF溶液中加入1L 0.1 mol/LCaCl2溶液,没有沉淀产生
D.25℃时,使AgCl转化为AgI,则加入KI溶液的浓度不低于5×10-12 mol/L