钙钛矿太阳能电池具有转化效率高、低成本等优点,是未来太阳能电池的研究方向。回答下列问题:
(1)下列状态的钙中,电离最外层一个电子所需能量最大的是__________(填字母标号)。
A.[Ar]4s1 B.[Ar]4s2 C.[Ar]4s14p1 D.[Ar]4p1
(2)基态钛原子的核外价电子轨道表达式为____________。
(3)一种有机金属卤化钙钛矿中含有NH2-CH=NH2+,该离子中氮原子的杂化类型为___________,其对应分子NH2-CH=NH的熔沸点高于CH3CH2CH=CH2的熔沸点的原因为__________。
(4)一种无机钙钛矿CaxTiyOz的晶体结构如图所示,则这种钙钛矿化学式为___________,已知Ca和O离子之间的最短距离为a pm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则这种钙钛矿的密度是___________g·cm-3(列出计算表达式)。
(5)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图中原子1的坐标为(,,),则原子2和3的坐标分别为__________、__________。
煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,大量排放烟气形成酸雨、污染大气,因此对烟气进行脱硫、脱硝,对环境保护有重要意义。回答下列问题:
Ⅰ.利用CO脱硫
(1)工业生产可利用CO气体从燃煤烟气中脱硫,则25℃时CO从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式2CO(g)+SO2(g)⇌2CO2(g)+S(s)的焓变△H=_____________。25℃,100kPa时,由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为标准摩尔生成焓,已知一些物质的“标准摩尔生成焓”如下表所示:
物质 | CO(g) | CO2(g) | SO2(g) |
标准摩尔生成焓∆fHm(25℃)/kJ∙mol-1 | -110.5 | -393.5 | -296.8 |
(2)在模拟脱硫的实验中,向多个相同的体积恒为2L的密闭容器中分别通入2.2mol CO和1mol SO2气体,在不同条件下进行反应,体系总压强随时间的变化如图所示。
①在实验b中,40 min达到平衡,则0~40 min用SO2表示的平均反应速率v(SO2)=_______。
②与实验a相比,实验b可能改变的条件为_______________,实验c可能改变的条件为_________________。
Ⅱ.利用NH3脱硝
(3)在一定条件下,用NH3消除NO污染的反应原理为:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l)△H=-1807.98kJ·mol-1。在刚性容器中,NH3与NO的物质的量之比分别为X、Y、Z(其中X<Y<Z),在不同温度条件下,得到NO脱除率(即NO转化率)曲线如图所示。
①NH3与NO的物质的量之比为X时对应的曲线为_____________(填“a”“b”或“c”)。
②各曲线中NO脱除率均先升高后降低的原因为__________。
③900℃条件下,设Z=,初始压强p0,则4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l)的平衡常数Kp=_____________(列出计算式即可)。
Ⅲ.利用NaCIO2脱硫脱硝
(4)利用NaClO2的碱性溶液可吸收SO2和NO2(物质的量之比为1:1)的混合气体,自身转化为NaCl,则反应的离子方程式为________________。
对废银合金触电材料进行分离回收既节约矿物资源,又可以减少环境污染。某废银合金触电材料含Ag、Cu、Sn等,现欲利用以下工艺流程回收其中的金属资源。
回答下列问题:
(1)“加热溶解”时Cu发生的离子方程式为_________。
(2)“加热溶解”时温度常控制在50℃左右,温度不宜过高也不宜过低的原因为_________。
(3)“酸溶解”过程中会产生少量遇空气变为红棕色的无色气体,则“酸溶解”过程主要的化学方程式为_____________。
(4)常温下,Cu2+/Sn4+混合液中c(Cu3+)=0.022mol·L-1,将混合液“加热搅拌”后冷却至室温,再加“尿素”调节溶液的pH范围为__________。(当溶液中的离子浓度小于10-5mol·L-1时,沉淀完全,已知:Ksp[Sn(OH)4]=1×10-55;Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)
(5)检验Sn(OH)4沉淀是否洗涤干净的方法是____________。
(6)用惰性电极电解CuCl2溶液,阴极反应式是___________,若想由CuCl2溶液得到无水CuCl2固体,则需进行的实验操作为_______________。
葡萄糖酸锌{M[Zn(C6H11O7)2]=455g·mol-1)是一种重要的补锌试剂,其在医药、食品、饲料、化妆品等领城中具有广泛的应用。纯净的葡葡糖酸锌为白色晶体,可溶于水,极易溶于热水,不溶于乙醇,化学兴趣小组欲在实验室制备葡萄糖酸锌并测定产率。实验操作分以下两步:
Ⅰ.葡萄糖酸(C6H12O7)的制备。量取50 mL蒸馏水于100 mL烧杯中,搅拌下缓慢加入2.7 mL(0.05 mol)浓H2SO4,分批加入21.5 g葡萄糖酸钙{M[Ca(C6H11O7)2]=430g·mol-1,易溶于热水},在90℃条件下,不断搅拌,反应40min后,趁热过滤。滤液转移至小烧杯,冷却后,缓慢通过强酸性阳离子交换树脂,交换液收集在烧杯中,得到无色的葡葡糖酸溶液。
Ⅱ.葡萄糖酸锌的制备。向上述制得的葡萄糖酸溶液中分批加入足量的ZnO,在60℃条件下,不断搅拌,反应1h,此时溶液pH≈6。趁热减压过滤,冷却结晶,同时加入10 mL 95%乙醇,经过一系列操作,得到白色晶体,经干燥后称量晶体的质量为18.2g。
回答下列问题:
(1)制备葡萄糖酸的化学方程式为________________。
(2)通过强酸性阳离子交换树脂的目的是_______________。
(3)检验葡萄糖酸溶液中是否存在SO42-的操作为_________。
(4)制备葡萄糖酸时选用的最佳加热方式为_______________。
(5)制备葡萄糖酸锌时加入乙醇的目的是________,“一系列操作”具体是指_______。
(6)葡萄糖酸锌的产率为______(用百分数表示),若pH≈5时就进行后续操作,产率将_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
常温下,向20 mL 0.1mol·L-1一元酸HA中滴加相同浓度的KOH溶液,溶液中由水电离的氢离子浓度随加入KOH溶液体积的变化如图所示。则下列说法错误的是
A.HA的电离常数约为10-5
B.b点溶液中存在:c(A-)=c(K+)
C.c点对应的KOH溶液的体积V=20 mL,c水(H+)约为7×10-6 mol·L-1
D.导电能力:c>a>b
对于反应2NO(g)+2H2(g)→N2(g)+2H2O(g),科学家根据光谱学研究提出如下反应历程:
第一步:2NO⇌N2O2快速平衡
第二步:N2O2+H2→N2O+H2O慢反应
第三步:N2O+H2→N2+H2O快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列叙述正确的是
A.若第一步反应△H<0,则升高温度,v正减小,v逆增大
B.第二步反应的活化能大于第三步的活化能
C.第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞都是有效碰撞
D.反应的中间产物只有N2O2