庆祝新中国成立 70 周年阅兵式上,“东风-41 洲际弹道导弹”“歼 20”等护国重器闪耀亮相,它们都采用了大量合金材料。
回答下列问题:
(1)某些导弹的外壳是以碳纤维为增强体,金属钛为基体的复合材料。基态钛原子的外围电子排布式为_____。钛可与 C、N、O 等元素形成二元化合物,C、N、O 元素的电负性由大到小的顺序是_________。
(2)钛比钢轻,比铝硬,钛硬度比铝大的原因是_____。
(3)钛镍合金可用于战斗机的油压系统,该合金溶于热的硫酸生成 Ti(SO4)2、NiSO4,其中阴离子的立体构型为_____,S 的_____杂化轨道与 O 的 2p 轨道形成_____键(填 “π”或“σ”)。
(4)金属钛采用六方最密堆积的方式形成晶体,其晶胞的俯视图为_____(填字母序号)。
(5)氮化钛熔点高,硬度大,其晶胞结构如图所示。
若氮化钛晶体中 Ti 原子的半径为 a pm,N 原子的半径为 b pm,则氮化钛晶体中原子的空间利用率的计算式为_____(用含 a、b 的式子表示)。碳氮化钛化合物在航天航空领域有广泛的应用,其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子,则这种碳氮化钛化合物的化学式为_____。
75%的乙醇即医用酒精,因为杀灭病毒效果好且价格相对便宜,在生活中被大量使用。工业上主要用乙烯和水蒸气直接化合法制备乙醇。
回答下列问题:
(1)已知:
①2C2H6(g)+ O2(g)2C2H4(g)+ 2H2O(g) ΔH1=-192 kJ/mol
②2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) ΔH2=-484 kJ/mol
则③C2H6(g)C2H4(g) + H2(g) ΔH3=__________kJ/mol
(2)某温度下,一定量的乙烷在刚性容器内发生反应③,起始浓度为 c0,平衡时容器内总压强增加了 20%,乙烷的转化率为_____,该温度下反应的平衡常数 K=__用含 c0 的式子表示)。
(3)气相直接水合法制取乙醇的反应④:H2O(g)+C2H4(g)CH3CH2OH(g) ΔH4。恒压下,当起始 n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1 时,催化反应相同时间,测得不同温度下 C2H4 转化为 CH3CH2OH 的转化率如下图所示。(图中虚线表示相同条件下C2H4的平衡转化率随温度的变化)
①分析图像可知ΔH4_____0(填“>”或“<”),理由是_______。
②X 点,v正_________v逆(填“>””“<”或“=”)。在 X 点的条件下,进一步提高 C2H4 转化率的方法是_______(写一种)。
(4)乙醇可用于制备各种燃料电池。下图是乙醇碱性燃料电池的结构示意图,使用的离子交换膜是_____(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜,a 侧的电极反应式是_______。
锂辉石是我国重要的锂资源之一,其主要成分为 Li2O、SiO2、Al2O3 以及含有少量 Na+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等金属离子。工业上用锂辉石制备金属锂的工艺流程如下:
已知:①部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 |
完全沉淀的pH | 5.2 | 9.6 | 3.2 | 13.1 | 10.9 |
②常温下,Ksp(Li2CO3)= 2.0×10-3。Li2CO3 在水中溶解度随着温度升高而减小。
③有水存在时,LiCl 受热可发生水解。
回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”速率,上述流程中采取的措施有_____。
(2)滤渣 I 的主要成分是_____。滤渣 II 的主要成分是 Fe(OH)3、Al(OH)3。“氧化” 和“除杂”步骤主要除去的离子有_________。
(3) “沉锂”过程中发生反应的离子方程式是_____。用热水洗涤 Li2CO3 固体,而不用冷水洗涤,其原因是_____。
(4)设计简单的实验方案实现由过程 a 制取固体 LiCl:_____。
(5)工业上实现过程 b 常用的方法是_____。
(6)Li 可用于制备重要还原剂四氢铝锂(LiAlH4)。在有机合成中,还原剂的还原能力常用“有效氢”表示,其含义为 1克还原剂相当于多少克 H2 的还原能力。LiAlH4 的“ 有效氢”为_____(保留 2 位小数)。
四氯化锡(SnCl4)常用作有机催化剂、烟雾弹和用来镀锡。某学习小组拟用干燥的氯气和熔融的锡制备 SnCl4 并测定产品的纯度。
已知:i.SnCl4 在空气中极易水解成 SnO2·xH2O;ii.有关物质的物理性质如下表所示。
物质 | 颜色 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
Sn | 银白色 | 232 | 2260 |
SnCl2 | 白色 | 247 | 652 |
SnCl4 | 无色 | -33 | 114 |
回答下列问题:
(1)装置 E 的仪器名称是_____,装置 C 中盛放的试剂是_____。
(2)装置 G 的作用是_____。
(3)实验开始时,正确的操作顺序为_____。
①点燃装置 A 处酒精灯 ②点燃装置 D 处酒精灯 ③打开分液漏斗活塞
(4)得到的产品显黄色是因含有少量_____,可以向其中加入单质___________(填物质名称)而除去。为了进一步分离提纯产品,采取的操作名称是_____。
(5)产品中含少量 SnCl2,测定产品纯度的方法:取 0.400 g 产品溶于足量稀盐酸中,加入淀粉溶液作指示剂,用 0.0100 mo/L 碘酸钾标准溶液滴定至终点,消耗标准液 8.00 mL 。
①滴定原理如下,完成 i 对应的离子方程式。
i._____Sn2++_____IO3-+_____H+= ________Sn4++_____I-+_____
ii.IO3-+5 I2-+6H+ = 3I2 + 3HO
②滴定终点的现象是_____。
③产品的纯度为_____%(保留一位小数)。
常温下,浓度均为0.1 mol/L体积均为V0的HA、HB溶液分别加水稀释至体积为 V的溶液。稀释过程中,pH与的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.pH 随 的变化始终满足直线关系
B.溶液中水的电离程度:a > b > c
C.该温度下,Ka(HB)≈ 10-6
D.分别向稀释前的HA、HB溶液中滴加 NaOH 溶液至 pH = 7 时,c(A-)= c(B-)
下图为元素周期表的一部分,X、Y、Z、M 均为短周期元素,除 M 外,其余均为非金属元素。下列说法正确的是
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| Y | Z |
M | X |
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A.简单离子半径:M>Y B.单质熔点:X>M
C.简单气态氢化物的稳定性:Y>Z D.Y 的氧化物对应水化物均为强酸