硫和碳及其化合物广泛存在于自然界中,并被人们广泛利用。回答下列问题:
(1)当基态原子的电子吸收能量后,电子会发生____,某处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道中,该激发态S原子的核外电子排布式为__________。硫所在周期中,第一电离能最大的元素是___________。(填元素符号)
(2)写出一个与CO2具有相同空间结构和键合形式的分子的电子式__________________。
(3)H2S中S原子的杂化类型是__________;H2S的VSEPR模型名称为_________;H2S的键角约为94°,H2O的键角为105°,其原因是___________________________。
(4)科学家通过X射线推测胆矾结构示意图1如下:
其中含有________个配位键,___________个氢键。
(5)已知Zn和Hg同属IIB族元素,火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物,冷却时,许多矿物相继析出,其中所含的ZnS矿物先于HgS矿物析出,原因是_________________________________。
(6)碳的另一种同素异形体—石墨,其晶体结构如上图2所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为____个,已知石墨的密度为pg·cm-1,C-C键长为rcm,阿伏伽德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为____cm。
苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料,乙苯催化脱氧法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,其化学方程式为:
(1)若升高温度,该反应的平衡常数变大,则ΔH____________(填“大于0”或“小于0”)。该反应在_______________条件下能自发进行(填“较高温度”、“较低温度”或“任何温度”)。
(2)维持体系总压强ρ恒定,在温度T时,物质的量为2mol、体积为1L的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为80%,则在该温度下反应的平衡常数K=_____。
(3)在体积为2L的恒温密闭容器中通入2mol乙苯蒸汽,2分钟后达到平衡,测得氢气的浓度是0.5mol/L,则乙苯蒸汽的反应速率为_________________;维持温度和容器体积不变,向上述平衡中再通入1mol氢气和1mol乙苯蒸汽,则v正_______v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(原料中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实_________________________。
②控制反应温度为600℃的理由是_____________________。
(5)某燃料电池以乙苯为燃料,Li2CO3与K2CO3混合的碳酸盐为电解质的高温型燃料电池,其负极的电极反应式为_____________________,正极上通入的气体为______________。
锑白(Sb2O3)在工业中有着广泛的作用。用辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有少量SiO2)制备锑白的两种工艺如下:
I.火法制取锑白,是将辉锑矿装入氧化炉的坩埚中,高温使其熔化后通入空气,充分反应后,经冷却生
成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式:________________________________________。
Ⅱ. 湿法制取锑白的工艺流程如图:
已知:
①Sb3+与Fe2+的氧化性强弱相当
②常温下:
化合物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Sb(OH)3 |
Ksp近似值 | 8×10-16 | 4×10-26 | 4×10-42 |
③Sb2O3为白色粉末,不溶于水,溶于酸和强碱。
④水解时保持溶液的c(H+)=0.1~0.3mol/L
(1)浸出是将辉锑矿溶于FeCl3溶液,请写出其中发生的氧化还原反应离子方程式_____________________________________________。滤渣的成分为______________________。
(2)采用铁粉作为还原剂进行还原,其目的是除去溶液中的离子___________(填离子符号),
还原反应结束后,可用______________溶液来检验还原是否彻底。
(3)SbCl2是无色晶体,100升华,分子中所有原子都达到8e-稳定结构,请写出SbCl2的电子式____________________。
水解是利用SbCl2的水解反应制取Sb2O3(SbCl2的水解分为多步),其反应可以简单表示为:
SbCl3+3H2OSb(OH)2+3HCl,2Sb(OH)2=Sb2O3+3H2O
为了促进水解趋于完全,可采取的措施(填两点):_____________________
(4)简述检验沉淀是否洗净的实验方法:__________________________________________。
(5)若不加铁还原,则最终所得锑白的产率将_____________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
某些物质的有关数据如下表,回答以下问题:
实验一 乙醇在铜的催化下转化为乙醛
将一束质量为w的铜丝灼烧变黑后,迅速插入装有乙醇的试管a中。
(1)铜丝上可观察到的现象是________________________,解释该现象的化学反应方程式为_________________________________________;
(2)若要证明铜丝起催化作用,还需要进行的操作是________________________________;
实验二 乙醛的提纯
上述实验获得的乙醛含有较多乙醇,可以通过以下操作提纯。
已知:(α-羟基乙磺酸钠)
(3)操作A的名称是 _____________________;
(4)写出Na2CO3溶液参与反应的化学方程式:______________________________;
(5)某同学设计操作B的装置(夹持和加热装置已略去)如图所示。
①冷凝管中的液体应从 ________口进。(填“D”或“E”)
②下列有关操作与装置的分析,正确的是_________。(填字母)
a. 烧杯中应装冰水 b. 冷凝管应通温水
c. 图示装置可用于除去乙酸乙酯中混有的乙醇
实验三 乙醛溶液浓度的测定
室温下利用反应Na2SO3+CH3CHO+H2O→CH3CH(OH)SO3Na↓+NaOH可以测定“实验一”中试管a内乙醛溶液浓度,操作如下:
取试管a中溶液4mL,加入1mL饱和Na2SO3溶液(过量),再加入5mL水,充分振荡后用pH计测定溶液pH;另取试管b,加入4mL乙醇做空白试验,实验结果如右表:
实验 试管 | pH | ||
第1次 | 第2次 | 笫3次 | |
a | 12.42 | 12.40 | 12.38 |
b | 10.43 | 10.43 | 10.40 |
(6)试管a中乙醛溶液的物质的量浓度为______________mol·L-1。(列出计算式即可)
室温下,向200mL 0.1 mol•L-1CH3COONa溶液中,逐渐加入0.1 mol•L-1盐酸(不考虑挥发),CH3COOH、CH3COO-物质的量随加入盐酸体积的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 随着盐酸加入,溶液中水的电离程度逐渐增大。
B. 随着盐酸加入, 逐渐增大。
C. M 点,n(H+)-n(OH-)=(a×10-4-0.01)mol
D. 当 V(盐酸)=200mL时,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)>c(Cl-)
液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小,无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如下图装置①。该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH作为电解质。下列有关叙述不正确的是
A.该燃料电池负极发生的电极反应为:N2H4+4OH-−4e-==N2↑+4H2O
B.用该燃料电池作为装置②的直流电源,产生7.1g Cl2至少需加入0.5 mol N2H4
C.该燃料电池中,电子从左侧电极经外电路流向右侧电极,溶液OH-迁移到左侧
D.该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料,以提高电极反应物质在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触