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某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质,过程设计如下: 提出猜想: 问题1...

某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质,过程设计如下:

提出猜想:

问题1:在元素周期表中,铜与铝的位置很接近,氢氧化铝具有两性,氢氧化铜有两性吗?

问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,Fe2+的稳定性弱于的Fe3+Cu+的稳定性也弱于Cu2+吗?

问题3:硫酸铜溶液呈蓝色,铜与浓硝酸常温下反应生成的溶液也是蓝色吗?

实验探究:

.解决问题1

1)实验需配制100mL0.50mol•L-1CuSO4溶液,必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、______

2)为达到目的,某同学认为只要进行两次实验即可得出结论。请写出实验②的具体内容。

①向盛有CuSO4溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量,观察生成的Cu(OH)2沉淀是否溶解;

___

.解决问题2的实验和现象如下:

①取一定量制得的氢氧化铜固体,于坩埚中灼烧,当温度达到80100℃时得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;

②取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中,加入过量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验及现象回答下列问题:

3)写出氧化亚铜与稀硫酸反应的离子方程式:___

4)从实验中可得出的结论:当温度在1000℃以上时___(Cu2+Cu+,下同)稳定,在酸性溶液中___稳定。

.解决问题3,某同学设计的实验如下:

取一铜片装入试管,加入适量的浓硝酸,观察溶液的颜色变化。

5)另一同学认为此同学设计的实验有缺陷,原因是___

6)铜与浓硝酸反应溶液呈绿色,有同学认为这是生成的NO2溶于其中的原因。请设计实验说明此解释是否正确(只需要写出一种方法即可)___

实验步骤

实验结论

 

 

 

 

 

玻璃棒 100mL容量瓶 取实验①中所得沉淀,滴加稀硫酸(或稀盐酸等)至过量,观察沉淀是否溶解 Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O Cu+ Cu2+ 产生NO2气体,污染环境 实验步骤 实验结论 向反应后的溶液中通入足量空气 若溶液变蓝,则假设成立   【解析】 (1)根据配制一定物质的量浓度溶液的步骤,确认需要的玻璃仪器都有哪些,得出结果; (2)问题1是氢氧化铜是否是两性氢氧化物,既能与酸反应,又能与碱反应,因此第2步是向沉淀中加入稀硫酸,观察沉淀是否溶解; (3)根据实验现象进行分析,得出反应得到Cu和Cu2+; (4)根据信息①完成; (5)铜和浓硝酸反应生成NO2,NO2有毒,污染环境; (6)向反应后的溶液中通入足量的空气,NO2和O2反应生成硝酸,据此分析。 (1)配制 溶液还需要容量瓶和玻璃棒。 (2)两性是指既能与酸反应,又能与碱反应,所以还需进行的实验是与酸的反应,实验具体内容为取实验中所得沉淀,滴加稀硫酸或稀盐酸等至过量,观察沉淀是否溶解。 (3)溶液变蓝说明有生成,红色固体是Cu,结合得失电子守恒和元素守恒可得反应的离子方程式:。 (4)由题目信息可知受热分解先生成CuO,继续加热后生成,即在高温下更稳定。在酸性条件下会发生歧化反应,所以在酸性条件下更稳定。 (5)浓硝酸与铜反应生成的有毒气体会污染环境。 (6)设计实验的目的是除去,而向反应后的溶液中通入空气即可将除去:。  
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化合物F是一种药物合成的中间体,F的一种合成路线如下:

已知:

回答下列问题:

1的名称为____

2D中含氧官能团的名称为____

3B→C的反应方程式为____

4D→E的反应类型为____

5C的同分异构体有多种,其中苯环上连有—ONa2—CH3的同分异构体还有____种,写出核磁共振氢谱为3组峰,峰面积之比为6:2:1的同分异构体的结构简式____

6)依他尼酸钠()是一种高效利尿药物,参考以上合成路线中的相关信息,设计以 为原料(其他原料自选)合成依他尼酸钠的合成路线。________________

 

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铬、锰、铁、钴、镍等过渡金属元素的单质及其化合物在工农业、国防、科技等领域具存广泛应用。

(1)基态Cr原子中有_________个未成对电子,最外层电子所占用能级的电子云形状为_______

(2)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关,一般地,为d0或d10排布时,无颜色;为d1d9排布时,有颜色。则:[Mn(H2O)6]2+    ________(填“无”或“有”)颜色。

(3)不同温度下,铁单质晶胞的两种堆积方式如图所示

①图1和图2中Fe原子的配位数分别为_______________________________

②若图2的晶体密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中两个最近的Fe原子之间的距离为__________pm。(用含ρ、NA的代数式表示)

(4)已知MgO与NiO的晶体结构(如图3)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66pm和69pm。则熔点:MgO__________NiO(填“>”“<”或“=”),理由是_______________。若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为_______________

(5)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图4),已知O2-的半径为ɑ m,每平方米面积上分散的该晶体的质量为_________g。(用含ɑ、NA的代数式表示)

 

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氮的氧化物(NOx)是大气主要污染物,有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。

1N2O又称笑气,有轻微的麻醉作用,N2O在一定条件下可分解为N2O2。回答下列问题:

已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)    H1=+180.5kJmol-1

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)    H2=-114.14kJmol-1

3NO(g)=N2O(g)+NO2(g)    H3=-115.52kJmol-1

则反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)  H=_______ kJmol-1

2)汽车尾气中的NOCO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入10molCO8molNO发生反应,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如下图

①已知T2>T1,则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H___0(填“>”“=”或“<”)

②该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施有____(填字母序号)

a.改用高效催化剂   b.缩小容器的体积    c.增加CO的浓度   d.升高温度

③压强为10MPa、温度为T1下,若反应进行到20min达到平衡状态,此时容器的体积为4L,则用N2的浓度变化表示的平均反应速率vN2)=____,该温度下用分压表示的平衡常数Kp= ___MPa-1(分压=总压×物质的量分数)

④在D点,对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中____点。

3)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3NOx反应生成N2,将一定比例的O2NH3NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。

①在50~150℃范围内随温度升高,NOx的去除率迅速上升的原因____

②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___

 

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硒是典型的半导体材料,在光照射下导电性可提高近千倍。下图是从某工厂的硒化银半导体废料(Ag2SeCu单质)中提取硒、银的工艺流程图:

回答下列问题:

1)为提高反应①的浸出速率,可采用的措施为____(答出两条)

2)已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质,写出该反应的离子方程式____

3)反应②为Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)=2AgCl(s)+SO42-(aq);常温下的Ag2SO4AgCl的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图所示。则Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)=2AgCl(s)+SO42-(aq)的化学平衡常数的数量级为____

  

4)写出反应④的化学方程式____

5)室温下,H2SeO3水溶液中H2SeO3HSeO3-SeO32-的摩尔分数随pH的变化如图所示,则室温下H2SeO3Ka2=___

6)工业上粗银电解精炼时,电解液的pH1.5~2,电流强度为5~10A,若电解液pH太小,电解精炼过程中在阴极除了银离子放电,还会发生____(写电极反应式),若用10A的电流电解60min后,得到32.4gAg,则该电解池的电解效率为____%(保留小数点后一位。通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96500C·mol-1)

 

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FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2。有关物质的性质如下:

C6H5Cl(氯苯)

C6H4Cl2(二氯苯)

FeCl3

FeCl2

溶解性

不溶于水,易溶于苯、乙醇

不溶于C6H5ClC6H4Cl2、苯,

易溶于乙醇,易吸水

熔点/

-45

53

易升华

 

沸点/

132

173

 

 

 

 

(1)H2还原无水FeCl3制取FeCl2。有关装置如下:

H2还原无水FeCl3制取FeCl2的化学方程式为_____________

②按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为_________(填字母装置可多次使用);C中盛放的试剂是_____________

③该制备装置的缺点为________________

(2)利用反应2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按下图装置,在三颈烧瓶中放入32.5g无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在一定范围加热3h,冷却、分离提纯得到粗产品。

①仪器a的名称是__________

②反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是____,回收滤液中C6H5C1的操作方法是______

③反应后将锥形瓶中溶液配成250mL,量取25.00mL所配溶液,用0.40mol/LNaOH溶液滴定,终点时消耗NaOH溶液为19.60 mL,则氯化铁的转化率为__________

④为了减少实验误差,在制取无水FeCl2过程中应采取的措施有:________(写出一点即可)。

 

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