人类很早就懂得使用铁器,如今对铁元素的研究依然热度不减。请回答:
(1)铁原子L能层上有___________中不同运动状态的电子,基态铁原子的价电子排布式是_____________;
(2)血红素是血液的重要组成部分,其结构如图。其中C原子和N原子具有的相同的杂化方式是_______,N与Fe之间存在的相互作用是_____________,血红素在人体内合成时的基本原料之一是甘氨酸(),其分子中σ键和π键的个数比是____________;
(3)单质铁的某种晶体拥有体心立方晶胞,其配位数是______,若其晶胞边长为αpm,其晶体密度是_______g/cm3(用含α的代表式表示,NA表示阿伏伽德罗常数);
(4)铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])俗称赤血盐,可用于检验Fe2+,反应的离子方程式是_____________,其配体的电子式是_________________,与其配体互为等电子体的微粒有____________(任写两种,填化学式)。
N2H4(肼)可作用制药的原料,也可作火箭的燃料。
(1)肼能与酸反应。N2H6C12溶液呈弱酸性,在水中存在如下反应:
①N2H62++H2ON2H5++H3O平衡常数K1
②N2H5++H2ON2H4+H3O平衡常数K2
相同温度下,K1>K2,其主要原因有两个:
①电荷因素,N2H5+水解程度小于N2H62+;
② ___________________________________________;
(2)工业上,可用次氯酸钠与氨反应制备肼,副产物对环境友好,该反应化学方程式是___________________________________________________。
(3)气态肼在催化剂作用下分解只产生两种气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。在 密闭容器中发生上述反应,平衡体系中肼的体积分数与温度关系如图所示。
①P2 _____P1(填:<、>或=,下同)。
②反应I:N2H4(g)N2(g)+4NH3(g) ΔH1;
反应II:N2(g)+3H2(g)Δ2NH3(g) ΔH2。
ΔH1________ΔH2
7N2H4(g)8NH3(g)+3N2(g)+2H2(g) ΔH
ΔH=____________(用ΔH1、ΔH2表示)。
③向1L恒容密闭容器中充入0.1 mol N2H4,在30℃、Ni-Pt催化剂作用下发生反应N2H4(g)N2(g)+2H2(g),测得混合物体系中(只含N2、H2、N2H4),n(N2)+n(H2)/n(N2H4)(用y表示)与时间的关系如图所示。
4分钟时反应到达平衡,0~4.0 min时间内H2的平均生成速率v(H2)=_____________________。
(4)肼还可以制备肼—碱性燃料电池,氧化产物为稳定的对环境友好的物质。该电池负极的电极反应式为______________;若以肼—氧气碱性燃料电池为电源,以NiSO4溶液为电镀液,在金属器具上镀镍,开始两极质量相等,当两极质量之差为1.174g时,燃料电池中内电路至少有_________mol OH-迁移通过阴离子交换膜。
2Zn(OH)2·ZnCO3是制备活性ZnO的中间体,以锌焙砂(主要成分为ZnO,含少量Cu2+、Mn2+等离子)为原料制备2Zn(OH)2·ZnCO3的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1) (NH4)2SO4与NH3·H2O组成的混合溶液工业上称为缓冲溶液,向该溶液中加入少量强酸或强碱,溶液的PH都不会有明显变化,请分别用离子方程式说明原因_________________________________。
(2)“浸取”时为了加快锌的浸出速率,可采取的措施有__________________________(任写两种);
(3)“浸取”时加入的NH3 • H2O过量,写出生成MnO2的离子方程式_______________________;
(4)适量S2-能将Cu2+转化为硫化物沉淀而除去,若选择ZnS进行除杂,是否可行?_______________;
用计算说明原因:______________________________;
[已知:Ksp(ZnS)=1.6×l0-24 ,Ksp(CuS)=1.3×l0-36
(5)“沉锌”的离子方程式是________________________________________;
(6)该过程中,蒸氨所得氨气可循环利用,“过滤III”所得滤液也可循环使用,其主要成分的化学式是___________________________。
三草酸合铁酸钾是一种重要的光敏材料和有机反应的催化剂,化学式为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O,为翠绿色晶体,溶于水,难溶于乙醇。110℃下失去三分子结晶水,230℃时分解。该配合物对光敏感,光照下即发生分解。
Ⅰ、三草酸合铁酸钾的制备
①溶【解析】
在托盘天平上称取4.0gFeSO4·7H2O晶体,放入250mL烧杯中,加入1 mol·L-1 H2SO4 1mL,再加入H2O 15mL,加热使其溶解。
②沉淀:在上述溶液中加入1 mol·L-1 H2C2O4 20mL,搅拌并加热煮沸,使形成FeC2O4·2H2O黄色沉淀,用倾斜法倒出清液,洗涤该沉淀3次以除去可溶性杂质。
③氧化:在上述沉淀中加入10 mL饱和K2C2O4溶液,水浴加热至40℃,滴加3%H2O2溶液20mL,不断搅拌溶液并维持温度在40℃左右,使Fe2+充分氧化为Fe3+。滴加完后,加热溶液至沸腾以除去过量的H2O2。
④生成配合物:保持上述沉淀近沸状态,趁热滴加1 mol·L-11H2C2O4使沉淀溶解至呈现翠绿色为止。冷却后,加入15mL 95%的乙醇水溶液,在暗处放置,结晶。减压过滤,抽干后用少量乙醇洗涤产品,继续抽干,称量,计算产率,并将晶体放在干燥器内避光保存。
Ⅱ、产物中C2O42-的质量分数的测定
称取0.20g产品于锥形瓶中微热溶解并加入2 mL稀硫酸,趁热用0.0200 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,重复操作2-3次,平均消耗KMnO4溶液的体积为25.00mL。计算产物中C2O42-的质量分数。 请回答下列问题:
(1)步骤①溶解时应加入少量的稀硫酸,目的是__________________________;
(2)步骤③用过氧化氢作氧化剂而不选择KMnO4的理由是_______________________;
(3)生成的FeC2O4·2H2O晶体上易沾附硫酸盐,如何证明晶体已洗涤干净______________;
(4)步骤③需保持恒温40℃,原因是__________________________;
(5)用乙醇洗涤的作用是______________________________________________________;
(6)滴定终点的现象是_____________________________________,通过计算,产物中C2O42-的质量分数为____________________。
工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 一定条件下,将0.5mol CO和0.5mol H2在体积为2L的密闭容器中发生上述反应,则下列示意图合理的是
A. A B. B C. C D. D
依据下表25℃时某些弱酸的电离平衡常数,判断下列说法正确的是
CH3COOH | HC1O | H2CO3 |
Ka=1.8×l0-5 | Ka=3.0×l0-8 | Ka1=4.4×l0-7 Ka2=4.7×l0-11 |
A. 向NaClO溶液中通入少量CO2的离子方程式为:2C1O-+CO2+H2O==2HC1O+CO32-
B. 相同浓度的CH3COOH和NaClO的溶液中,水的电离程度前者大
C. 向0. lmol • L-l的CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至pH = 5,此时溶液的 c(CH3COOH):c(CH3COO-) =5∶9
D. 常温下,0• lmol • L-1 的 NaHC2O4 溶液 pH =4: c(HC2O4-) >c(H+)>c(H2C2O4)>c(C2O42-)