铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。回答下列问题:
(1)Fe原子的核外电子排布式为_____。
(2)含锰奥氏体钢是一种特殊的铁合金,主要由Fe和Mn组成,其中锰能增加钢铁的强度和硬度,提高耐冲击性能和耐磨性能。第一电离能I1(Fe)____(填“大于”或“小于”)I1(Mn),原因是___。
(3)FeF3具有较高的熔点(熔点高于1000℃),其化学键类型是__,FeBr3的式量大于FeF3,但其熔点只有200℃,原因是____。
(4)FeCl3可与KSCN、苯酚溶液发生显色反应。
①SCN-的三种元素中电负性最大的是____。
②苯酚()分子中氧原子的杂化形式为___。苯酚分子中的大π键可用符号πmn表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则m=____,n=___。
(5)Fe(CO)3与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁。该磁性氮化铁的晶胞结构如图所示。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,该磁性氮化铁的密度为____(列出计算式)g·cm-3。
Ⅰ.据报道,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。
(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式,除部分氧化外还有以下两种:
水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH1=+205.9 kJ·mol-1 ①
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2 kJ·mol-1 ②
二氧化碳重整:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH3 ③
则反应①自发进行的条件是______________,ΔH3=______________kJ·mol-1。
Ⅱ.氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为N2 (g)+3H2 (g) 2NH3(g)。
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始N2、H2 分别为0.1 mol、0.3 mol时,平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如下图所示。
①其中,p1、p2 和p3 由大到小的顺序是______________________________,其原因是__________________________________________________________________。
②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(N2)________vB(N2)(填“>”“<”或“=”)。
③若在250 ℃、p1 为105 Pa条件下,反应达到平衡时容器的体积为1 L,则该条件下B点N2 的分压p(N2)为_____________________Pa (分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。
Ⅲ.以连二硫酸根(S2O)为媒介,使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:
(3)①阴极区的电极反应式为_________________________________。
②NO吸收转化后的主要产物为NH,若通电时电路中转移了0.3 mol e-,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为________mL。
Ⅳ、常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol·L-1Ba(OH)2 溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=___________(用含a和b的代数式表示)。
精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下:
已知:ⅰ分金液中含金离子主要成分为[AuCl4]-;分金渣的主要成分为AgCl;
ⅱ分银液中含银离子主要成分为[Ag(SO3)2]3-,且存在[Ag(SO3)2]3—Ag++2SO
ⅲ“分铜”时各元素的浸出率如下表所示。
(1)由表中数据可知,Ni的金属性比Cu______。分铜渣中银元素的存在形式为(用化学用语表示)______。“分铜”时,如果反应温度过高,会有明显的放出气体现象,原因是_______。
(2)“分金”时,单质金发生反应的离子方程式为________。
(3)Na2SO3溶液中含硫微粒物质的量分数与pH的关系如图所示。
“沉银”时,需加入硫酸调节溶液的pH=4,分析能够析出AgCl的原因为_______。调节溶液的pH不能过低,理由为______(用离子方程式表示)。
(4)已知Ksp[Ag2SO4]=1.4×10-5,沉银时为了保证不析出Ag2SO4,应如何控制溶液中SO42—浓度(假定溶液中Ag+浓度为0.1mol/L)。________。
(5)工业上,用镍为阳极,电解0.1 mol/L NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示:
为获得髙纯度的球形超细镍粉,NH4Cl溶液的浓度最好控制为_______g/L,当NH4Cl溶液的浓度大于15g/L时,阴极有无色无味气体生成,导致阴极电流效率降低,该气体为_______。
索氏提取法是测定动植物样品中粗脂肪含量的标准方法。其原理是利用如图装置,用无水乙醚等有机溶剂连续、反复、多次萃取动植物样品中的粗脂肪。具体步骤如下:
①包装: 取滤纸制成滤纸筒,放入烘箱中干燥后,移至仪器X中冷却至室温,然后放入称量瓶中称量,质量记作a; 在滤纸筒中包入一定质量研细的样品,放入烘箱中干燥后,移至仪器X 中冷却至室温,然后放入称量瓶中称量,质量记作b。
②萃取: 将装有样品的滤纸筒用长镊子放入抽提筒中,注入一定量的无水乙醚,使滤纸筒完全浸没入乙醚中,接通冷凝水,加热并调节温度,使冷凝下滴的无水乙醚呈连珠状,至抽提筒中的无水乙醚用滤纸点滴检查无油迹为止(大约6h~12h)。
③称量: 萃取完毕后,用长镊子取出滤纸筒,在通风处使无水乙醚挥发,待无水乙醚挥发后,将滤纸筒放入烘箱中干燥后,移至仪器X 中冷却至室温,然后放入称量瓶中称量,质量记作c。
回答下列问题:
(1)实验中三次使用的仪器X 的名称为__________________。为提高乙
醚蒸气的冷凝效果,索氏提取器可选用下列_______(填字母) 代。
a 空气冷凝管 b 直形冷凝管 c 蛇形冷凝管
(2) 实验中必须十分注意乙醚的安全使用,如不能用明火加热、室内保持通风
等。为防止乙醚挥发到空气中形成燃爆,常在冷凝管上口连接一个球形干燥管,其中装入
的药品为_______(填字母)。
a 活性炭 b 碱石灰 c P2O5 d 浓硫酸
无水乙醚在空气中可能氧化生成少量过氧化物,加热时发生爆炸。检验无水乙醚中是否含有过氧化物的方法是_______________________。
(3) 实验中需控制温度在70℃~80℃之间,考虑到安全等因素,应采取的加热方式是_______。当无水乙醚加热沸腾后,蒸气通过导气管上升,被冷凝为液体滴入抽提筒中,当液面超过回流管最高处时,萃取液即回流入提取器(烧瓶)中……该过程连续、反复、多次进行,则萃取液回流入提取器(烧瓶) 的物理现象为_______。索氏提取法与一般萃取法相比较,其优点为___________________________。
(4) 数据处理: 样品中纯脂肪百分含量_________(填“<”、“>”或“=”) (b-c)/(b-a)×100%;测定中的样品、装置、乙醚都需要进行脱水处理,否则导致测定结果__________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
已知氧化性Br2>Fe3+>I2,向含有Fe2+、Br-、I-各0.1 mol 的溶液中通入Cl2。通入Cl2的体积(标准状况)与溶液中某种离子(用Q表示)的物质的量的关系如下图所示,下列说法中正确的是( )
A. Q是I-
B. Q是Br-
C. b点时溶液中阴离子只有Cl-(不考虑OH-)
D. ab区间的反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
一种将CO2和H2O转换为燃料H2、CO及CH4的装置如图所示(电解质溶液为稀H2SO4)。下列关于该装置的叙述错误的是
A. 该装置可将电能转化为化学能
B. 工作时,电极a周围溶液的pH增大
C. 电极b上生成CH4的电极反应式为CO2+8H++8e-===CH4+2H2O
D. 若电极b上只产生1 mol CO,则通过质子膜的H+数为2NA