金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。
(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①Ti2+基态电子排布式可表示为_____。
②与BH4-互为等电子体的阳离子的化学式为_____。
③H、B、Ti原子的第一电离能由小到大的顺序为_____。
(2)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。纳米TiO2催化的一个实例如图所示。
化合物乙的分子中采取sp3杂化方式的原子个数为_____。
(3)水溶液中并没有[Ti(H2O)6)]4+离子,而是[Ti(OH)2(H2O)4]2+离子,1mol[Ti(OH)2(H2O)4]2+中σ键的数目为____。
(4)氮化钛(TiN)具有典型的NaCl型结构,某碳氮化钛化合物,结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图)顶点的氮原子,则此碳氮化钛化合物的化学式是_____。
在化工生产、污水处理中广泛涉及硫单质及其化合物。
Ⅰ.煤制得的化工原料中含有羰基硫(O===C===S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:①水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH1=-94 kJ·mol-1,②氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) ΔH2=-54 kJ·mol-1。
(1)请计算CO(g)和H2O(g)生成H2(g)和CO2(g)的反应热ΔH=______。
(2)在定温定容的密闭容器中进行反应①,下列事实说明反应①达到平衡状态的是_____(填字母)。
A.容器的压强不再改变
B.混合气体的密度不再改变
C.化学平衡常数不再改变
D.生成1 mol H—O键,同时生成1 mol H—S键
(3)反应②的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示。在T1 ℃时,向容积为5 L的密闭容器中加入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),充分反应,COS的平衡转化率为______。
Ⅱ.在容积为2 L的恒容密闭容器中,充入0.5 mol H2S(g),发生反应:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g),在不同温度和压强下进行实验,结果如图所示。
(4)图中压强p1、p2、p3由大到小的顺序是______。
(5)在950 ℃,压强为p3时,反应经30 min达到平衡,则平均反应速率v(H2)=_______。
(6)在p2=6 MPa,温度为975 ℃时,请计算该反应的平衡常数Kc为_____(保留2位有效数字)。对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),pB=p总×B的物质的量分数,则此条件下该反应的平衡常数Kp=___MPa。
钨是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中,其主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4),还含有少量Si、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下:
已知:①滤渣Ⅰ的主要成分是Fe2O3、MnO2;②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变;③常温下钨酸溶于水。
(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为______,请写出FeWO4在熔融条件下发生碱分解生成Fe2O3的化学方程式:_____________。
(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后,溶液中的杂质阴离子含有SiO32—、HAsO32—、HAsO42—等,则“净化”过程中,加入H2O2时发生反应的离子方程式为HAsO32—+H2O2===HAsO42—+H2O,滤渣Ⅱ的主要成分是________。
(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度的升高而减小。如图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。则:
①T1_____T2(填“>”或“<”);T1℃时Ksp(CaWO4)=______。
②向钨酸钠溶液中加入石灰乳会得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为__________。
高锰酸钾是常用的消毒剂、除臭剂、水质净化剂以及强氧化剂。下图是在实验室中制备KMnO4晶体的流程:
回答下列问题:
(1)操作②的目的是获得K2MnO4,同时还产生了KCl和H2O,试写出该步反应的化学方程式:____,操作①和②均需在坩埚中进行,根据实验实际应选择____(填序号)。
a.瓷坩埚 b.氧化铝坩埚 c.铁坩埚 d.石英坩埚
(2)操作④是使K2MnO4转化为KMnO4和MnO2,该转化过程中发生反应的离子方程式为_________。
若溶液碱性过强,则MnO4—又会转化为MnO42—,该转化过程中发生反应的离子方程式为________,因此需要通入某种气体调pH=10~11,在实际操作中一般选择CO2而不是HCl,原因是______________。
(3)操作⑤过滤时,选择图2所示装置而不用图1所示装置的原因是________。
图1 图2
(4)还可采用电解K2MnO4溶液(绿色)的方法制造KMnO4(电解装置如图所示),电解过程中右侧石墨电极的电极反应式为_____,溶液逐渐由绿色变为紫色。但若电解时间过长,溶液颜色又会转变成绿色,可能的原因是_____。
H2CO3 和 H2C2O4 都是二元弱酸,不同 pH 环境下它们不同形态的粒子的组成百分率如图所示:
下列说法正确的是
A. 在 pH 为 6.37 及 10.25 时,溶液中 c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-)
B. 反应 HCO3-+H2OH2CO3+OH-的平衡常数为 10-7.63
C. 0.1 mol•L-1 NaHC2O4 溶液中 c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(H2C2O4) =0.1 mol•L-1
D. 往 Na2CO3 溶液中加入少量草酸溶液,发生反应:CO32-+H2C2O4=HCO3-+HC2O4-
固体粉末X中可能含有Fe、Fe2O3、K2SiO3、K2SO3、KAlO2、MgCl2、K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分,现取X进行连续实验,实验过程及现象如下:
根据上述实验,以下说法正确的是( )
A.气体A一定只是NO
B.由于在溶液A中加入BaCl2溶液有沉淀产生,因此可以判断溶液甲中含有K2SO3
C.若向固体甲中加入足量浓盐酸,再加KSCN溶液,没有血红色,则证明原混合物中一定没有Fe2O3
D.溶液甲中一定含有K2SiO3,可能含有KAlO2、MgCl2