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。
CoCl2·6H2O(粉红) CoCl2·2H2O(紫红)CoCl2·H2O(蓝紫)CoCl2(蓝色)
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(CN6]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_____________。
工业上可用食盐和石灰石为主要原料,经不同的方法生成纯碱。请回答下列问题:
(1)卢布兰法是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料,在高温下进行煅烧,再浸取、结晶而制得纯碱。
①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为: __________________________________;
②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为:__________________________ (已知硫酸钠做氧化剂,生成物中气体只有一种)。
(2)氨碱法的工艺如右图所示,得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。
①图中的中间产物C是___________,(填化学式,下同)D是___________;
②装置乙中发生反应的化学方程式为___________________;
(3)联合制碱法是对氨碱法的改进,其优点是除了副产物氯化铵可用作化肥外还有_______________。
(4)有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似,故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石等为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度(S)随温度变化曲线,分析说明是否可行?_______________。
2015年2月16日李克强总理到东北调研经济情况,重点走访了钢铁厂,鼓励钢铁厂提高钢铁质量和产量,铁及其化合物在日常生活中应用广泛。
(1)利用Fe 2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe 3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4 H+ =4Fe3+ +2H2O,则另一反应的离子方程式为_________________;
(2)草酸亚铁为黄色固体,作为一种化工原料, 可广泛用于涂料、染料、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)2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,洗涤操作的具体方法为_________________________________,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V 1 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+。
Ⅳ.过滤,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V 2 mL。
已知:2MnO4- +5H2C2O 4+6H+=2Mn2+ +10CO2+8H2O
MnO4- +8H++5Fe2+ =5Fe3+ + Mn2+ +4H2O
回答下列问题:
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‖)。
②mg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)。
今年,雾霾阴影笼罩全国。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成成分,综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容。
(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。发生的反应如下:2NO(g)+2CO(g)2CO2 (g)+N2 (g)
①已知:N2(g)+O2 (g)=2NO(g) ΔH=+180.0 kJ/mol。部分化学键的键能如下(键能指气态原子形成1mol化学键释放的最小能量)
则反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=__________ kJ/mol
②若上述反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,并在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)。(图中 ω、M、v 正 分别表示质量分数、混合气体平均相对分子质量、正反应速率)
(2)尾气中的SO2可先催化氧化生成SO3,再合成硫酸。已知:2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g) ΔH=-196.0 kJ/mol。
①在一定温度的密闭容器中,SO2的转化率随时间的变化关系如图所示:
则A点的v逆(SO2 )__________(填―大于‖、―小于‖或―等于‖)B 点的 v正(SO2)。
②在某温度时,向10L的密闭容器中加入4.0 molSO2和10.0 molO2,反应达到平衡,改变下列条件,再次达到平衡时,能使O2的新平衡浓度和原来平衡浓度相同的是______(填选项序号)。
A.在其他条件不变时,减小容器的容积
B.保持温度和容器内压强不变,再充入2.0 mol SO2和5.0 mol O2
C.保持温度和容器体积不变,再充入SO2和SO3,使之浓度扩大为原来的两倍
(3)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3 制成燃料电池,其原理如下图所示。
该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是一种氧化物,可循环使用。石墨Ⅱ是电池的____极,石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为________________________。相同条件下,消耗的O2和NO2的体积比为_____。
(4)尾气中氮氧化物(NO和NO2 )也可用尿素[CO(NH2)2 ]溶液除去,反应生成对大气无污染的气体。1 mol 尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设 NO、NO2体积比为 1∶1)的质量为___________g。
黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,甲同学设计了如下图实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.84g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O 4和SO2气体,实验后取d中溶液的1/10 置于锥形瓶中,用0.05mol/L 标准碘溶液进行滴定,消耗标准溶液 20mL。
请回答下列问题:
(1)将样品研细后再反应,其目的是________________________。
(2)装置a和c的作用分别是_______和________(填标号,可以多选)。
a.除去SO2气体 b.除去空气中的水蒸气 c.有利于气体混合
d.有利于观察空气流速 e.除去反应后多余的氧气
(3)滴定达终点时的现象是________________________。
(4)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是_____________________。
(5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为________________________。
乙同学在甲同学实验的基础上,设计了两种与甲不同的吸收方法,并对吸收产物进行有关处理,同样也测出了黄铜矿的纯度。
(6)方法一:用如下图装置替代上述实验装置 d,同样可以达到实验目的是______(填序号)。
(7)方法二:将原装置 d 中的试液改为Ba(OH)2,但测得的黄铜矿纯度却产生了+1%的误差,假设实验操作均正确,可能的原因主要有________________________。
已知:Ka 为平衡常数,pKa=﹣lgKa,25℃时,H2A的 pKa1 =1.85,pKa2=7.19。用 0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2A溶液的滴定曲线如下图所示(曲线上的数字为 pH)。下列说法不正确的是
A.a 点所得溶液中;2c(H2A)+c(A2-)=0.002mol
B.b 点所得溶液中:c(H2 A)+c(H+)=c(A2-)+C(OH-)
C.C 点所得溶液中:c(Na+)<3c(HA-)
D.d 点所得溶液中:c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)