铁氰化钾(化学式为K3[Fe(CN)6])主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。
(1)铁元素在周期表中的位置为_________,基态Fe3+ 核外电子排布式为_________。
(2)在[Fe(CN)6]3- 中不存在的化学键有_________。
A. 离子键 B.金属键 C.氢键 D. 共价键
(3)已知(CN)2性质类似Cl2:
(CN)2+2KOH=KCN+KCNO+H2O KCN+HCl=HCN+KCl HC≡CH+HCN→H2C=CH-C≡N
①KCNO中各元素原子的第一电离能由小到大排序为________。
②丙烯腈(H2C=CH-C≡N)分子中碳原子轨道杂化类型是_______;分子中σ键和π键数目之比为_______。
(4)C22-和N2互为等电子体,CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图甲所示),但CaC2晶体中哑铃形的C22-使晶胞沿一个方向拉长,晶体中每个Ca2+周围距离最近的C22-数目为_______。
(5)金属Fe能与CO形成Fe(CO)5,该化合物熔点为-20℃,沸点为103℃,则其固体属于_______晶体。
(6)图乙是Fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为dg·cm-3,铁原子的半径为_________nm(用含有d、NA的代数式表示)。
为回收利用废镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等),科研人员研制了一种回收镍的新工艺。工艺流程如图:
已知:①常温下,有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如表
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
②常温下,Ksp(CaF2)= 2.7×10-11
回答下列问题:
(1)加快酸浸速率的常用措施有_____________(任写一条)。
(2)写出酸浸时Fe2O3和硫酸反应的离子方程式________________________________。
(3)浸出渣主要成分为CaSO4·2H2O和______________两种物质。
(4)操作B的过程是先在40~50℃加入H2O2,其作用是___________________________(用离子方程式表示);再调节PH至3.7~7.7,操作B可除去溶液中的______元素(填元素名称)。
(5)操作C可除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3mol/L,则溶液中c(Ca2+):c(F-) =___________________。
(6)在碱性条件下,电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:
① Cl- 在阳极被氧化为ClO-,则阳极的电极反应为_____________________。
② Ni2+ 被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀,则该步反应的离子方程式为______________。
为了测定含氰废水中CN- 的含量,某化学小组利用如图所示装置进行实验。关闭活塞a,将100ml含氰废水与过量NaClO溶液置于装置B的圆底烧瓶中充分反应,打开活塞b,滴入稀硫酸,然后关闭活塞b。
(1)B中盛装稀硫酸的仪器的名称是_____________。
(2)装置D的作用是_________________,装置C中的实验现象为______________。
(3)待装置B中反应结束后,打开活塞a,经过A装置缓慢通入一段时间的空气
①若测得装置C中生成59.1mg沉淀,则废水中CN-的含量为_________mg·L-1 。
②若撤去装置A,直接向装置B中缓慢通入一段时间的空气,则测得含氰废水中CN-的含量__________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
(4)向B中滴入稀硫酸后会发生某个副反应而生成一种有毒的黄绿色气体单质,该副反应的离子方程式为_________________。
(5)除去废水中CN-的一种方法是在碱性条件下,用H2O2将CN-氧化生成N2,反应的离子方程式为_____________________________。
高锰酸钾是一种典型的强氧化剂,热分解产生锰酸钾、二氧化锰、氧气。完成下列填空:
I. 已知:①MnO2(s)=Mn(s)+O2(g) ΔH=+520kJ/mol
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297kJ/mol
③Mn(s)+2O2(g)+S(s)=MnSO4(s) ΔH=-1065kJ/mol
(1)固体MnO2和二氧化硫气体反应生成MnSO4固体的热化学方程式为________________。
II.草酸钠滴定法测定高锰酸钾的质量分数涉及到的反应:
C2O42-+2H+→H2C2O4(草酸)
5H2C2O4+2MnO4-+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2)上述反应在75~80℃进行比较合适,当加热温度大于90℃时,会导致草酸钠消耗增多,其原因是______________________。
(3)将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸钠溶液混合,测得反应溶液中Mn2+的浓度随反应时间t的变化如图,Mn2+浓度变化由缓慢增大后迅速增大的原因是____________________________。
III .KMnO4是一种常用消毒剂。
(4)KMnO4消毒机理与下列物质相似的是__________(填序号)。
A. 双氧水 B.消毒酒精(75%) C.肥皂水 D. 84消毒液(NaClO溶液)
(5)KMnO4消毒效率(用单位质量转移的电子数表示)是NaClO的______倍(保留两位小数)。
(6)测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2SO3溶液滴定。
①配制250ml0.1000mol/L标准Na2SO3溶液,需要使用的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、量筒、玻璃棒和____________。
②取某KMnO4产品0.7000g溶于水,并加入____________进行酸化。
A. 稀盐酸 B.稀硫酸 C.硝酸 D. 次氯酸
③将②所得溶液用0.1000mol/L标准Na2SO3溶液进行滴定,滴定至终点记录实验消耗Na2SO3溶液的体积。重复步骤②、③,三次平行实验数据如表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
消耗Na2SO3溶液体积/ml | 19.30 | 20.98 | 21.02 |
(有关离子方程式为:2MnO4- + 5SO32- + 6H+ =5SO42- + 2Mn2+ + 3H2O)
计算该KMnO4产品的纯度为__________。(保留三位有效数字)
一种新型微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. a为电池的正极
B. 海水淡化的原理是:电池工作时,Na+移向左室,C1-移向右室
C. 处理NO的电极反应为:2 NO+6H2O+10e-===N2↑+12OH-
D. 若用C6H12O6表示有机废水中有机物,每消耗1 mol C6H12O6转移6 mol e-
室温时,向100mL0.1mol/LNH4HSO4溶液中逐滴滴加0.1mol/LNaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示(假设溶液的体积有加和性)。下列分析正确的是
A.ab段和bc段发生的离子反应一定不同
B.水的电离程度最大的是c点
C.b点溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是:C(Na+)>C(NH4+)>C(SO42-)>C(H+)=C(OH-)
D.NH4+的水解平衡常数Kh的数量级为10-10