化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用,其中铁和铜是两种应用广泛的元素。
(1)基态铁原子的价电子轨道表达式为_____。
(2)磁性材料铁氧体在制备时常加入 CH3COONa、尿素[CO(NH2)2]等碱性物质。尿素分子中所含元素的电负性由小到大的顺序是_____,1mol 尿素分子中含有的 σ 键数目为_____。 CH3COONa 中碳原子的杂化类型为_________。
(3)Fe(CO)5又名羰基铁,常温下为黄色油状液体,则 Fe(CO)5的晶体类型是_____,写出与CO互为等电子体的分子的电子式_____(任写一种)。
(4)CuO在高温时分解为 O2和 Cu2O,请从阳离子的结构来说明在高温时,Cu2O比 CuO更稳定的原因_____。
(5)磷青铜是含少量锡、磷的铜合金,某磷青铜晶胞结构如图所示:
①其化学式为_____。
②若晶体密度为 8.82g/cm3,则最近的 Cu原子核间距为_____pm(用含 NA 的代数式表示)。
甲醇是重要的化工原料,也可作燃料。工业上可用CO2和H2在一定条件下合成甲醇。回答下列问题。
(1)已知:CO 和 H2 的燃烧热分别为 283.0 kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1 ,水的汽化热为 44.0kJ·mol-1, 反应① CO+H2O=CO2+H2 是生成合成甲醇的原料气(CO2、H2)的重要反应,其热化学方程式为: CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH =_____ kJ·mol-1。
(2)某同学设计实验对反应①进行研究。将 1mol H2O(g)和 1mol CO 充入一个恒容密闭容器中,在催化剂和一定温度下达到化学平衡。如图是 CO 的平衡转化率(%)随温度变化的曲线,260℃时反应①的平衡常数 K=_______。
(3)CO2和 H2在催化剂、一定温度下合成甲醇。图为在容积为 1L 的恒容密闭容器中,加入 3 molH2和 1molCO2时经过相同时间甲醇产率与反应温度的关系曲线:
曲线上 A 点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,理由是_____,C 点甲醇的产率低于 B 点的原因可能是_____(填标号)。
A.反应活化能增大 B.催化剂活性低 C.副反应多 D.平衡常数变大 E.平衡逆向移动
(4)CO和 H2在一定条件下也可以合成甲醇。在容积为1L的恒容密闭容器中,加入 a molH2和2.0molCO,在催化剂和 260℃温度条件下发生反应:CO+2H2=CH3OH。图为甲醇的浓度与反应时间的关系曲线,tP 时的 v 逆_____tQ 时的 v 逆(填大于、小于或等于),判断的依据是_____,达平衡时氢气的浓度为 1.0mol/L,则起始时加入的氢气的物质的量为_____mol。
高铁酸钾在饮用水源和废水处理过程中,不仅能去除污染物和致癌化学污染物,而且不产生任何诱变致癌的产物,具有高度的安全性;其可溶于水,微溶于浓 KOH 溶液,且在强碱性溶液中比 较稳定。实验室用次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:
流程图中的饱和次氯酸钾溶液的制备装置如图所示:
(1)A 为氯气发生装置。A 中反应的离子方程式是___________;装置 B 内的试剂及作用是____________;
(2)装置 C 反应温度控制在 0~5℃进行,在不改变 KOH 溶液浓度前提下,实验中可采取措施是________。
(3)流程图中在加入 KOH 固体的时候会产生大量的白色沉淀_____(填化学式)。
(4)在搅拌下,将 Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到 KClO 饱和溶液中即可制取 K2FeO4,写出该反应的离子方程式__________;反应过程中温度控制在 10~15℃,温度过低或过高对反应的影响是_____________。
(5)过滤除杂时不用普通漏斗和滤纸而采用砂芯漏斗(如图)的原因是_____________。
(6)在提纯高铁酸钾时采用重结晶、洗涤、干燥的方法,洗涤剂可以选用_____。
A.H2O B.浓 KOH 溶液 C.Fe(NO3)3溶液 D.异丙醇
(7)若提纯得到 a gK2FeO4(M=198g/mol),上述流程中有 5%的 Fe 损失,则需要提供 Fe(NO3)3(M=242g/mol)的质量为_____g(用含 a 的计算式表示)。
利用一种钴矿石(主要成分为 Co2O3,含少量 SiO2及铁、铝、锰、镁、钙等金属元素的氧化物)制取CoC2O4∙2H2O 晶体的工艺流程如下:
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液 pH 如表
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的 pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)溶浸过程中 Co2O3 发生反应的离子方程式为_____。
(2)氧化除杂过程中加入 Na2CO3 的主要目的是__________,若不加入 NaClO3,其后果是_____。
(3)滤渣 3 的成分是____________,滤液中加入萃取剂的目的是除去_________元素(填元素符号)。
(4)萃取余液中加入草酸铵后,获取 CoC2O4·2H2O 晶体的操作是___________。
(5)含钴化合物 LiCoO2是废旧锂电池的正极材料,可与双氧水、稀 H2SO4 混合加热得到 CoSO4回收利用,该过程发生反应的化学方程式是____________。
(6)已知某温度下 Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10,当加入过量NaF溶液后,所得滤液中c(Ca2+)/c(Mg2+) =___________。
常温下,分别用 0.01mol/L 的 NaOH 溶液滴定与之等浓度的体积均为 25.00mL 的 HA、H3B(三元酸)溶液,溶液的 pH 随V(NaOH)变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.常温下 K(HA)数量级约为10-5
B.常温下 0.01mol/L 的 NaH2B溶液的 pH 大于 7
C.NaOH 溶液滴定 HA 溶液应选择酚酞作为指示剂
D.当横坐标为 37.50时,溶液中存在:2c(H+)+c(H2B-)+3c(H3B)=2c(OH-)+3c(B3-)+c(HB2-)
已知 M、N 是合成某功能高分子材料的中间产物,下列关于 M、N 说法正确的是
A.M、N 都属于芳香烃,但既不是同系物,也不是同分异构体
B.M、N 分别与液溴混合,均发生取代反应
C.M、N 均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.M、N 分子所有原子均可能共平面