黄铜矿(主要成分是CuFeS2)是一种重要的化工原料,通过化学工艺可获得二(氨基丙酸)合铜[Cu(NH2CH2CH2COO)2]等产品。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为________
(2)[Cu(NH2CH2CH2COO)2]的结构简式如图1所示。1mol[Cu(NH2CH2CH2COO)2]中含有σ键数目为_______;C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是__________
(3)黄铜矿在空气中灼烧得到废气和固体混合物。废气中SO2经催化氧化生成SO3,SO2分子中S原子轨道的杂化类型为_____。SO3分子的空间构型为______;固体混合物中含有一种化合物X,其晶胞如图2所示,化合物X的化学式为____________。
。
氮的化合物应用广泛,但氮氧化物是重要的空气污染物,应降低其排放。
(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素
已知:①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) △H=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5kJ·mol-1
③H2O(1)===H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为___________。
(2)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H
在温度为T1和T2时,分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图所示:
①根据如图判断该反应的△H___________0(填“>”“<”或“=”),理由是___________。
②温度为T1时,0~10min内NO2的平均反应速率v(NO)2=___________,反应的平衡常数K=______(保留三位小数)
③该反应达到平衡后,为再提高反应速率同时提高NO2的转化率,可采取的措施有______(填编号)。
A.改用高效催化剂 B.升高温度
C.缩小容器的体积 D.增加CH4的浓度
(3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3===7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,工作一段时间后,该电池正极区附近溶液pH___________(填“增大”“减小”或“不变”),负极的电极反应式为___________。
(4)氮的一种氢化物HN3,其水溶液酸性与醋酸相似,则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为___________;常温下将 a mol·L-1的HN3与b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-),则该混合物溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性,溶液中c(HN3)=___________ mol·L-1。
亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂,使用过量会使人中毒,国际上对食品中亚硝酸钠的用量控制在很低的水平上。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验:
(实验Ⅰ)制备NaNO2
该小组查阅资料知:2NO+Na2O2=2NaNO2;2NO2+Na2O2=2NaNO3。
制备装置如图所示(夹持装置略去):
(1)装置D可将剩余的NO氧化成NO3-,发生反应的离子方程式为____________。
(2)如果没有B装置,C中发生的副反应有_____________、____________。
(3)甲同学检查完装置气密性良好后进行实验,发现制得的NaNO2中混有较多的NaNO3杂质。于是进行了适当的改进,改进后提高了NaNO2的纯度,则其改进措施是________________________________。
(实验Ⅱ)测定制取的样品中NaNO2的含量
步骤:
a.在5个有编号的带刻度试管(比色管)中分别加入不同量的NaNO2溶液,各加入1 mL的M溶液(M遇NaNO2呈紫红色,NaNO2浓度越大颜色越深),再加蒸馏水至总体积均为10 mL并振荡,制成标准色阶:
试管编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
NaNO2含量/(mg·L-1) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
b.称量0.10 g制得的样品,溶于水配成500 mL溶液。取5 mL待测液,加入1 mL M溶液,再加蒸馏水至10 mL并振荡,与标准色阶比较。
(4)步骤b中比较结果是:待测液颜色与③标准色阶相同,则甲同学制得的样品中NaNO2的质量分数是________。
(5)用目视比色法证明维生素C可以有效降低NaNO2的含量。设计并完成下列实验报告。
实验方案 | 实验现象 | 实验结论 |
取5 mL待测液,加入______________,振荡,再加入1 mL M溶液,_______________,再振荡,与③标准色阶对比 | _______________ | 维生素C可以有效降低NaNO2的含量 |
金属钒被誉为“合金的维生素”。从废钒(主要成分为V2O5、Fe2O3、SiO2等)中回收V2O5的一种工艺流程如下图所示:
已知:
步骤②、③中的变化过程可简化为:Rn+(水层)+nHA(有机层)RAn(有机层)+nH+(水层)(式中Rn+表示VO2+或Fe3+,HA表示有机萃取剂)
回答下列问题:
(1)步骤酸浸过程中发生氧化还原反应的化学方程式为______________________。
(2)萃取时应加入适量碱的作用是___________________。
(3)步骤④中反应的离子方程式为___________________。
(4)步骤⑤加入氨水调节溶液pH=2,钒沉淀率达到93%且不产生Fe(OH)3沉淀,则此时溶液中c(Fe3+)<_____mol/L(按25℃计算,25℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)。所得NH4VO3为离子化合物,NH4+的电子式为_______。
(5)V2O5是两性氧化物,在强酸性溶液中以VO2+形式存在,VO2+具有强氧化性,能将I-氧化为I2,本身被还原为VO+,则V2O5与氢碘酸反应的离子方程式为_________________。
(6)为提高钒的回收率,步骤②和③需多次进行,假设酸浸所得“强酸性浸出液”中c(VO2+)=amol/L,步骤②和③每进行一次,VO2+萃取率为80%,4次操作后,“强酸性浸出液中”c(VO2+)=_______mol/L(萃取的量=×100%)
常温下,几种难溶金属氢氧化物分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.a点代表Fe(OH)3的饱和溶液
B.Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]
C.向0.1 mol·L-1Cu2+、Mg2+、Fe2+混合溶液中,逐滴滴加稀NaOH溶液,Mg2+最先沉淀
D.在pH=7的溶液中,Cu2+、Mg2+、Fe2+能大量共存
镁—次氯酸盐燃料电池的工作原理如右图所示,该电池反应为:Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2+Cl-
下列有关说法正确的是( )
A.电池工作时,c溶液中的溶质一定是MgCl2
B.负极反应式:ClO--2e-+H2O=Cl-+2OH-
C.电池工作时,OH-向b电极移动
D.b电极发生还原反应,每转移0.1 mol电子,理论上生成0.1 mol Cl-