为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D−Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。以下说法不正确的是
A. 三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高
B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH−(aq)−e−NiOOH(s)+H2O(l)
C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH−(aq)−2e−ZnO(s)+H2O(l)
D. 放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区
利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是
A. 相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能
B. 阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+
C. 正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3
D. 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
化合物H是合成抗心律失常药物泰达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为_________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为_________。写出D与足量NaOH溶液反应的方程式____。
(3)写出同时满足下列条件的C的两种同分异构体的结构简式:_________________。
①能发生银镜反应
②能发生水解反应,其水解产物之一能与溶液发生显色反应
③分子中只有4种不同化学环境的氢
(4)E经还原得到F,E的分子式为,写出E的结构简式:_________。
(5)已知:①苯胺()易被氧化。
②
请以甲苯和为原料制备,写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。___________________________
2019年1月3日上午,嫦娥四号探测器翩然落月,首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。所搭载的“玉兔二号”月球车,通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题:
(1)基态Ga原子价电子排布式__________________,核外电子占据最高能级的电子云形状为_________;基态As原子最高能层上有_______个电子。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ•mol−1)的数值依次为577、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为____和+3,砷的第一电离能比镓_____(填“大”或“小”)。
(3)第四周期元素中,与基态As原子核外未成对电子数目相同的元素符号为__________。
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得,(CH3)3Ga中Ga原子的杂化方式为______,AsH3分子的空间构型为____________。
(5)相同压强下,AsH3的沸点______NH3(填“大于”或“小于”),原因为__________________
(6)GaAs为原子晶体,其晶胞结构如图所示,Ga与As以___________(填“共价键”或“离子键”)键合。设阿伏伽德罗常数的值为NA,该晶胞边长为a pm,则GaAs晶体的密度为_____g•cm−3(列出计算式即可)。
习总书记在十九大报告中明确指出:“宁要绿水青山,不要金山银山,而且绿水青山就是金山银山。”保护环境是我们的迫切需要。请回答下列问题:
(1)NH3和NO都是有毒气体,但在催化剂条件下,它们可通过反应得到对环境无害的N2和H2O:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+H2O(g)△H。
已知几种化学键的键能数据如下:
共价键 | ||||
键能/kJ/mol | 946 | 391 | 607 | 464 |
根据键能数据估算上述反应中△H=__________kJ/mol。
(2)CO2会带来温室效应。目前,工业上采用氢气还原CO2制备乙醇的方法已经实现:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)。在2L恒容密闭容器中充入4molCO2和8molH2,在一定温度下反应,测得混合气体中c(C2H5OH)与时间的关系如图所示。
①0~10min内,v(H2O)=__________mol∙L-1∙min-1。
②反应达到平衡时,n(H2)=__________mol。
③在该温度下,该反应的化学平衡常数K__________(保留两位小数)。
(3)在恒容密闭容器中发生反应CH4(g)+4NO2(g)⇌4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)。下列说法能作为判断该反应达到化学平衡状态标志的是__________。
A.容器内混合气体的密度保持不变
B.v正(NO2)=4v逆(CO2)
C.容器内压强保持不变
D.单位时间内,消耗nmolNO2的同时生成nmolNO
(4)我国规定生活用水中铅排放的最大允许浓度为0.01mg/L。在某含铅废水中加入Na2S,当S2-浓度达到6.8×10-8mol/L时,水体中Pb2+浓度为_______mol/L[已知:Ksp(PbS)=3.4×10-28],此时是否符合排放标准?__________(填“是”或“否”)。
(5)电解法处理含氮氧化物废气,不仅可以减少环境污染,而且可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NO的装置如图所示(图中A、B极均为石墨电极)。
①B极的电极反应式为____________________。
②标准状况下,每消耗4.48LNO,A极得到氢气的体积为__________L。
从古至今,铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。
(1)古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的,其主要成分是______(填字母序号)。
a.Fe b.FeO c.Fe3O4 d.Fe2O3
(2)硫酸渣的主要化学成分为:SiO2约45%,Fe2O3约40%,Al2O3约10%,MgO约5%。用该废渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下(部分操作和条件略):
回答下列问题:
①在步骤i中产生的有毒气体可能有__________________。
②在步骤iii操作中,要除去的离子之一为Al3+。若常温时Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,此时理论上将Al3+沉淀完全,则溶液的pH为____________。
③步骤iv中,生成FeCO3的离子方程式是_________________。
(3)氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”,向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀,写出该沉淀的化学式_________________。请用平衡移动的原理,结合必要的离子方程式,对此现象作出解释:___________________。
(4)①古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下:
复分解反应ii的离子方程式是________________。
②如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中CN-,方案如下:
若试纸变蓝则证明食品中含有CN-,请解释检测时试纸中FeSO4的作用:
_____________________。