化学与生产、生活密切相关.下列叙述正确的是
A.煤的干馏和煤的液化均是物理变化
B.“光化学烟雾”、“硝酸酸雨”的形成都与氮氧化合物有关
C.糖类、油脂、蛋白质都是天然有机高分子化合物
D.用活性炭为糖浆脱色和用次氯酸盐漂白纸浆的原理相同
[物质结构与性质]
亚硝酸盐与钴(Ⅲ)形成的一种配合物1Co(NH3)5NO2]Cl2的制备流程如下:
(1)Co2+基态核外电子排布式为 。
(2)配合物1Co(NH3)5Cl]Cl2中与Co3+形成配位键的原子为 (填元素符号);配离子 1Co(NH3)5NO2]2+的配体中氮原子的杂化轨道类型为 。
(3)与NO2-互为等电子体的单质分子为 (写化学式)。
(4)H2O2与H2O可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为 。
(5)亚硝酸盐在水体中可转化为强致癌物亚硝胺,亚硝胺NDMA的结构简式如图所示,1molNDMA分子中含有σ键的数目为 mol。
氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
则a为 。
(2)反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) 在合成塔中进行。下图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。
图1 图2 图3
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为:
A. 0.6~0.7 B. 1~1.1 C. 1.5~1.61
生产中应选用水碳比的数值为 (选填序号)。
②生产中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是 。
(3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:
NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)=5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)= (空气中氧气的体积含量大约为20%)。
②图2是尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为 %。
(4)图3表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。生产中可分离出的物质A的化学式为 。
亚硝酸钠(NaNO2)是一种常见的食品添加剂,使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组用下图所示装置制备NaNO2并对其性质作如下探究(A中加热装置已略去)。
【背景素材】
①2NO+Na2O2===2NaNO2;
②NO能被酸性KMnO4氧化成NO,MnO被还原为Mn2+。
③在酸性条件下NaNO2能把I-氧化为I2;S2O32-能把I2还原为I-。
【制备NaNO2】
(1) 装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为 。
(2) B装置的目的是① ,② 。
(3) 为保证制得的亚硝酸钠的纯度,C装置中盛放的试剂可能是 (填序号)。
A. P2O5 B. 碱石灰 C. 无水CaCl2 D. 生石灰
(4) E装置发生反应的离子方程式是 。
【测定NaNO2纯度】
(5) 本小题可供选择的试剂有:
A.稀硫酸
B.c1mol·L-1KI溶液
C.淀粉溶液
D.c2mol·L-1Na2S2O3溶液
E.c3mol·L-1酸性KMnO4溶液
①利用NaNO2的还原性来测定其纯度,可选择的试剂是 (填序号)。
②利用NaNO2的氧化性来测定其纯度的步骤是:准确称取质量为m g的NaNO2样品放入锥形瓶中,加适量水溶解 (请补充完整实验步骤)。
氯化铁是常见的水处理剂,工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:
(1)由FeCl3· 6H2O晶体制备无水FeCl3应采取的措施是: 。
(2)六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 50 | 80 | 100 |
溶解度(g/100gH2O) | 74.4 | 81.9 | 91.8 | 106.8 | 315.1 | 525.8 | 535.7 |
从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是:加入少量盐酸、 、 、过滤、洗涤、干燥。
(3)常温下,若溶液的pH控制不当会使Fe3+沉淀,pH=4时,溶液中c(Fe3+)= mol·L-1。(常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)。
(4)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取2.300g无水氯化铁样品,溶于稀盐酸, 再转移到100mL容量瓶,用蒸馏水定容;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入某一指示剂并用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定用去12.50mL。
已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
① 写出加入稍过量的KI溶液反应的离子方程式: 。
② 求样品中氯化铁的质量分数(写出计算过程)
(1)最近有人利用反应“2C4H10+13O2=8CO2+10H2O”制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入丁烷,电池的电解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体,它在高温下能传导O2-。试回答下列问题:
固体电解质中的O2-向 极移动(填“正”或“负”);写出该燃料电池的电极反应式:电池正极 ;电池负极 。
(2)用如图装置电解MnSO4溶液制MnO2时,A极为: 极, A电极电极反应式为 ;a极为: 极,电解MnSO4溶液制MnO2的化学方程式 。电解一段时间后, 溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)精炼铜时,粗铜应与直流电源的____________极(填“正”或“负”)相连,阴极的电极反应式为 。