人类生产、生活中处处都有化学的身影,下列说法正确的是( )
A.燃放焰火必然会发生化学反应,故焰色反应属于某些金属元素的化学性质
B.水蒸气的液化、煤的液化都属于物质状态的改变,都属于物理变化
C.玻璃属于混合物、水玻璃属于纯净物
D.利用厨房中的食醋和纯碱可证明醋酸酸性强于碳酸
下列是化工生产重要原料甲叉琥珀酸的合成路线:
已知:R-Br+NaCN→R-CN+NaBr,R-CNR-COONa+NH3↑,R-CCl3R-COONa+NaCl。
(1)已知A核磁共振氢谱中有两组吸收峰,且A不存在顺反异构,则A的名称为____。
(2)E的官能团名称为_____,B→C的反应类型是_____。
(3)写出下列过程的化学反应方程式:E→F:_____。
(4)写出符合下列条件的甲叉琥珀酸的同分异构体M的结构简式___。
①M可以使酸性高锰酸钾褪色
②1molM和足量的NaHCO3溶液反应,最多放出2molCO2
③核磁共振氢谱中只有三组吸收峰
(5)应用已学知识,以为原料设计合成的路线图(无机试剂任选)。____
元素周期表中的28号元素Ni有重要的用途,它有良好的耐高温、耐腐蚀、防锈功能,在电池、催化剂方面也有广泛应用。工业上以硫化镍矿(含少量杂质硫化铜、硫化亚铁)为原料制备并精制镍的基本流程如下:
已知:电极电位(E)能体现微粒的氧化还原能力强弱,如:
H2-2e-=2H+ E=0.00V Cu-2e-=Cu2+ E=0.34V
Fe-2e-=Fe2+ E=-0.44V Ni-2e-=Ni2+ E=-0.25V
(1)镍在周期表中的位置为_______________________________。
(2)高镍矿破碎细磨的作用______________________________________。
(3)焰色反应实验可以用光洁无锈的镍丝代替铂丝蘸取化学试剂灼烧,原因是______________________。
(4)造渣除铁时发生的化学反应方程式___________________________________(产物以氧化形式表示)。
(5)电解制粗镍时阳极发生的主要电极反应式_____________________________________。
(6)工业上由NiSO4溶液制得Ni(OH)2后,再滴加NaC1O溶液,滴加过程中发生反应的离子方程式为_________________________________________________________。
(7)电解精炼镍的过程需控制pH为2~5,试分析原因______________________________,阳极泥的成分为________________(写名称)。
硫代硫酸钠可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得:Na2SO3+S=Na2S2O3。常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3•5H2O。Na2S2O3•5H2O于40〜45℃熔化,48℃分【解析】
Na2S2O3 易溶于水,不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线 如图所示。
I.现按如下方法制备Na2S2O3•5H2O:
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中,注入150mL蒸馏水使其溶解,在分液漏斗中,注入浓盐酸,在装置2中加入亚硫酸钠固体,并按如下图示安装好装置。
(1)仪器2的名称为__________,装置6中可加入________。
A. BaCl2溶液 B.浓 H2SO4 C.酸性KMnO4溶液 D. NaOH溶液
(2)打开分液漏斗活塞,注入浓盐酸使反应产生的二 氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力搅拌器搅动并加热,反应原理为:
①Na2CO3+SO2═Na2SO3+CO2 ②Na2S+SO2+H2O═Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2═3S↓+2H2O ④Na2SO3+SNa2S2O3
随着SO2气体的通入,看到溶液中有大量浅黄色固体析出,继续通SO2气体,反应约半小时。当溶液中pH接近或不小于7时,即可停止通气和加热。溶液pH要控制不小于7的理由是:______(用文字和相关离子方程式表示)。
Ⅱ.分离Na2S2O3•5H2O并测定含量:
(3)为减少产品的损失,操作①为_______,操作②是抽滤、洗涤、干燥,其中洗涤操作是用______(填试剂名称)作洗涤剂。
(4)蒸发浓缩滤液,直至溶液呈微黄色浑浊为止。蒸发时要控制温度不宜过高,其原因是_______________。
(5)制得的粗产品中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na2S2O3•5H2O的含量,一般采用在酸性条件下用KMnO4标准液滴定的方法(假定杂质与酸性KMnO4溶液不反应)。 称取1.28g粗样品溶于水,用0.40mol/LKMnO4溶液(加入适量硫酸酸化)滴定,当溶液 中S2O32-全部被氧化时,消耗KMnO4溶液20.00mL。(5S2O32-+ 8MnO4-+14H+=8Mn2++l0SO42-+7H2O)
试回答:
①滴定终点时的颜色变化_______________。
②产品中Na2S2O3•5H2O的质量分数为________________。
(1)火箭使用的推进剂燃料由N、H两种元素组成,且原子个数N:H=1:2,其水溶液显碱性,则该物质中N原子的杂化方式为______________________。
(2)笑气(N2O)曾被用作麻醉剂,但过度吸食会导致身体机能紊乱。预测N2O的结构式为________________________。
(3)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态-1价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E),-1价阴离子再获得一个电子的能量变化叫做第二电子亲和能,部分元素或离子的电子亲和能数据如下表所示。
元素 | C1 | Br | I | O | O- |
电子亲和能(kJ/mol) | 349 | 343 | 295 | 141 | -780 |
下列说法正确的是___________。
A.电子亲和能越大,说明越难得到电子
B.一个基态的气态氧原子得到一个电子成为O2-时放出141kJ的能量
C.氧元素的第二电子亲和能是-780kJ/mol
D.基态的气态氧原子得到两个电子成为O2-需要吸收能量
(4)在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替),可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为:2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2A+3CO2↑+9H2O。根据题意完成下列填空:
①冰晶石的化学式为____________________________。
②冰晶石由两种微粒构成,冰晶石的晶胞结构如图甲所示,●位于大立方体的顶点和面心,○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心,那么大立方体的体心处所代表的微粒是___________(填微粒符号)。
③冰晶石溶液中不存在的微粒间作用力有________________(填选项字母)。
A 离子键 B 共价键 C 配位键 D 金属键 E 范德华力 F 氢键
④Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示,其晶胞特征如图丙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示:
若已知A1的原子半径为d cm,NA代表阿伏加德罗常数,Al的相对原子质量为M,则晶胞中Al原子的配位数为________;Al晶体的密度为__________g.cm-3(用字母表示)。
(5)配合物Fe(CO)5的熔点-20℃,沸点103℃,可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示。
①Fe(CO)5晶体类型属于__________晶体。
②关于Fe(CO)5,下列说法正确的是_____。
A.Fe(CO)5是非极性分子,CO是极性分子
B.Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键
C.1mol Fe(CO)5含有10mol配位键
D.反应Fe(CO)5=Fe+5CO没有新化学键生成
为解决燃料危机和温室效应,科学家尝试用CO2与CH4制取CO和H2。
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.1kJ·mol-1
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(1) ΔH2=-128.3kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1
④2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(1) △H4
在合适的催化剂作用下,采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇在低温下能否自发进行____(填“能”或“否”),理由是____。
(2)某温度下,CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),将1molCH4(g)和1molH2O(g)加入100kPa的密闭容器中,正反应速率v正=k正×p(CH4)×p(H2O),逆反应速率v逆=k逆×p(CO)×p3(H2),p为分压(分压=总压×物质的量分数),则该反应的压强平衡常数Kp=____(以k正、k逆表示)。若k正=4.4×104kPa-1·s-1,当CH4分解20%时,v正=____kPa·s-1(保留两位有效数字)。
(3)CO2用于生产乙烯,已知:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH=QkJ/mol。
一定条件下,按不同的投料比向某容积可变的恒压密闭容器中充入CO2、H2,测得不同投料比时CO2的转化率与温度的关系如图所示。
①X1____X2(填“>”或“<”,后同),Q____0。
②图中A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为_____。
(4)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=____。
[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。
②欲用5LNa2CO3溶液将23.3gBaSO4固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为____。[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-7、Ksp(BaCO3)=2.5×10-6]。(忽略溶液体积的变化)