由硝酸锰[Mn(NO3)2]制备的一种含锰催化剂,常温下能去除甲醛、氢氰酸(HCN)等有毒气体。
(1) Mn2+基态核外电子排布式是________________。NO3-的空间构型为__________________(用文字描述)
(2) 甲醛分子中,碳原子的杂化方式为________。
(3) HCN分子中σ键与π键的数目比为________。H、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序为________。
(4) 硝酸锰受热可分解生成NO2和某种锰的氧化物。该氧化物晶胞结构如右图所示。写出硝酸锰受热分解的化学方程式:__________________________。
烟气中通常含有高浓度SO2、氮氧化物及粉尘颗粒等有害物质,在排放前必须进行脱硫脱硝处理。
(1) 利用甲烷可将氮氧化物还原为氮气除去。已知:
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g);ΔH=a kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);ΔH=b kJ·mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=c kJ·mol-1
反应CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=________ kJ·mol-1。
(2) H2O2在催化剂αFeOOH的表面上,分解产生·OH。·OH较H2O2和O2更易与烟气中的NO、SO2发生反应。反应后所得产物的离子色谱如图1所示。
①写出·OH氧化NO的化学反应方程式:________。
②当H2O2浓度一定时,NO的脱除效率与温度的关系如图2所示。升温至80 ℃以上,大量汽化的H2O2能使NO的脱除效率显著提高的原因是______________________________,温度高于180 ℃,NO的脱除效率降低的原因是________。
(3) 工业可采用亚硫酸钠作吸收液脱除烟气中的二氧化硫。应用双阳离子交换膜电解技术可使该吸收液再生,同时得到高浓度SO2,其工作原理如图3所示。
① SO2气体在________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)室生成。
②用离子方程式表示吸收液再生的原理:________。
(4) 新型纳米材料氧缺位铁酸盐(ZnFe2Ox)能将烟气中SO2分解除去,若1 mol ZnFe2Ox与足量SO2生成1 mol ZnFe2O4和0.5 mol S,则x=________。
氟铝酸钠(Na3AlF6)是工业炼铝中重要的含氟添加剂。实验室以氟石(CaF2)、石英和纯碱为原料模拟工业制备氟铝酸钠的流程如下:
(1) “煅烧”时,固体药品混合后应置于________(填仪器名称)中加热。
(2) 通过控制分液漏斗的活塞可以调节添加液体的速率。调溶液pH接近5时,滴加稀硫酸的分液漏斗的活塞应如下图中的________(填序号)所示。
(3) 在酸性废水中加入Al2(SO4)3、Na2SO4混合溶液,可将废水中F-转换为氟铝酸钠沉淀。
① 该混合溶液中,Al2(SO4)3与Na2SO4的物质的量之比应≥________(填数值)。
②在不改变其他条件的情况下,加入NaOH调节溶液pH。实验测得溶液中残留氟浓度和氟去除率随溶液pH的变化关系如图所示。pH>5时,溶液中残留氟浓度增大的原因是________。
(4) 若用CaCl2作为沉淀剂除去F-,欲使F-浓度不超过0.95 mg·L-1,c(Ca2+)至少为________mol·L-1。[Ksp(CaF2)=2.7×10-11]
(5) 工业废铝屑(主要成分为铝,少量氧化铁、氧化铝)可用于制取硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]。
①请补充完整由废铝屑为原料制备硫酸铝晶体的实验方案:取一定量废铝屑,放入烧杯中,____________________________________________________________,得硫酸铝晶体。[已知:pH=5时,Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时,Al(OH)3沉淀开始溶解。须使用的试剂:3 mol·L-1 H2SO4溶液、2 mol·L-1 NaOH溶液、冰水]
②实验操作过程中,应保持强制通风,原因是________。
某十钒酸铵[(NH4)xH6-xV10O28·yH2O(其中钒为+5价)]常用来制造高端钒铝合金。
Ⅰ. (NH4)xH6-xV10O28·yH2O的制备
将NH4VO3溶于pH为4的弱酸性介质后,加入乙醇,过滤得到(NH4)xH6-xV10O28·yH2O晶体。乙醇的作用是____________________________________。
Ⅱ. (NH4)xH6-xV10O28·yH2O的组成测定
(1) NH4+含量测定
准确称取0.363 6 g该十钒酸铵晶体,加入蒸馏水和NaOH溶液,加热煮沸,生成的氨气用20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液吸收。用等浓度的NaOH标准溶液滴定过量盐酸,消耗NaOH标准溶液8.00 mL。
(2) V10O(M=958 g·mol-1)含量测定
步骤1:准确称取0.3636 g该十钒酸铵晶体,加入适量稀硫酸,微热使之溶解。
步骤2:加入蒸馏水和NaHSO3,充分搅拌,使V10O完全转化为VO2+。
步骤3:加适量稀硫酸酸化,加热煮沸,除去溶液中+4价硫。
步骤4:用0.020 00 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗30.00 mL KMnO4标准溶液(该过程中钒被氧化至+5价,锰被还原至+2价)。
①写出步骤2反应的离子方程式:____________________________________。
②若未进行步骤3操作,则数值y将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③通过计算确定该十钒酸铵晶体的化学式(写出计算过程)。________
化合物G对白色念珠菌具有较强的抑制作用。G可经下图所示合成路线制备:
请回答下列问题:
(1) A→B的反应类型是________。
(2) E中含氧官能团的名称为________和________。
(3) C与B互为同分异构体,能与小苏打反应放出CO2,且能与SOCl2发生取代反应生成D。写出C的结构简式:________。
(4) 写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:________。(不考虑立体异构)
①含有—SH结构;
②能在酸性条件下发生水解反应,两种水解产物均含有三种不同环境的H原子。其中一种水解产物既能遇FeCl3溶液显色,又能与Br2的CCl4溶液发生加成反应。
(5) 写出以甲苯和乙醇为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。______________
铁红(Fe2O3)常用于油漆、油墨及橡胶工业。工业上以一定质量的硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4,另含少量难溶杂质)为主要原料制备铁红的一种工艺流程如下:
已知:某些过渡元素(如Cu、Fe、Ag等)的离子能与NH3、H2O、OH-、SCN-等形成可溶性配合物。
(1) 工业常将硫铁矿烧渣经过粉碎后再进行“酸浸”,其目的是________。
(2) “酸浸”时加入的硫酸不宜过量太多的原因是________。
(3) “过滤1”所得滤液中含有的阳离子有________。
(4) “沉淀”过程中,控制NH4HCO3用量不变,铁的沉淀率随氨水用量变化如右图所示。当氨水用量超过一定体积时,铁的沉淀率下降。其可能的原因是________。
(5) “过滤2”所得滤渣的主要成分为FeOOH和FeCO3,所得滤液中的主要溶质是________(填化学式)。
(6) 写出FeCO3在空气中焙烧生成铁红的化学方程式:________。