近年来,在西藏自治区的铜金多金属成矿带多次发现罕见的金属互化物。金属互化物是合金中的一种,可表示为如Cu-Ni-Zn 或CaCux等形式。
(1)某种金属互化物具有自范性,原子在微观空间里呈现周期性的有序排列,该金属互化物属于____________(填“晶体”或“非晶体”)。
(2)铜在元素周期表中的位置是____________,基态Cu原子核外有__________种能量不同的电子。
(3)Ni2+能与许多配体形成配合物,如[Ni(CN)4]2-、二丁二酮肟合镍(Ⅱ)等。
①写出一种与CN-互为等电子体的分子:_______________(用化学式表示)。
②二丁二酮肟合镍(Ⅱ)的结构如图1所示,Ni的配位数为____________,配位原子为____________,其中C原子的杂化方式为_____________。
(4)甲烷、氨气和水分子中的C、N、O原子均采用sp3杂化,VSEPR模型均为正四面体构型,比较三种分子的键角由大到小的顺序为_________,其原因是__________。
(5)CaCux可看作由如图2所示(a)(b)两种原子层交替堆积排列而成,图(c)表示CaCux晶胞结构图。合金CaCux中x=____________。已知同一层中Ca、Ca原子间的距离均为294pm,根据图示求同层的Ca、Ca原子间的距离为____________pm(取=1.73,结果保留整数)。
甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,可用Pt/Al2O3、Pd/C、 Rh/SiO2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)
(1)下表所列数据是各化学键的键能,该反应的ΔH=_______(用含字母的代数式表示)。
(2)某科研小组用Pd/C作催化剂,在450℃时,研究了n(H):n(CO)分别为2:1、3:1时CO转化率的变化情况(如图),则图中表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线为______(填“曲线a"或“曲线b”)。
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在2L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2molH2,加入合适催化剂后在某温度下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/MPa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为________,该温度下的平衡常数K为_______.
(4)将CO和H2加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。
T1、T2、T3由大到小的关系是_________,判断理由是____________
(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池,其工作原理如图
①石墨2为__________ (填“正“或“负“)极。
②石墨1极发生的电极反应式为________
硫酸铜是一种常见的化工产品,它在纺织、印染、医药、化工、电镀以及木材和纸张的防腐等方面有极其广泛的用途。实验室制备硫酸铜的步骤如下:
①在仪器a中先加入20 g铜片、60 mL水,再缓缓加入 17 mL浓硫酸;在仪器b中加入39 mL浓硝酸;在仪器c中 加入20%的石灰乳150 mL。
②从仪器b中放出约5 mL浓硝酸,开动搅拌器,然后采用滴加的方式逐渐将浓硝酸加到仪器a中,搅拌器间歇开动。当最后一滴浓硝酸加完以后,完全开动搅拌器,等反应基本停止下来时,开始用电炉加热直至仪器a中的红棕色气体完全消失,立即将导气管从仪器c中取出,再停止加热。
③将仪器a中的液体倒出,取出未反应完的铜片,溶液冷却至室温,析出蓝色晶体。
试回答下列问题:
(1)仪器b的名称为_______;将仪器b中液体滴入仪器a中的具体操作是_____________。
(2)写出仪器a中反应的化学方程式:________________。
(3)步骤②中将导气管先从仪器c中取出再停止加热的目的是____________________。
(4)为提高尾气吸收,防止空气污染,下列装置___________(填字母)适合吸收逸出的气体(反应中产生的气体因来不及被石灰乳吸收而逸出)。
(5)根据表中五水硫酸铜和硝酸铜在不同温度下的溶解度,分析步骤③中溶液冷却至室温析出蓝色晶体的主要原因:_________。除去硫酸铜晶体中的少量硝酸铜可采用____________方法,检验硝酸铜是否被除净的方法:_____________。
(6)本实验采用硝酸氧化法制取硫酸铜,工业上也常采用将铜在450 ℃左右焙烧,再与一定浓度的硫酸反应制取硫酸铜的方法。采用硝酸氧化法的优点在于__________________。
(7)用滴定法测定蓝色晶体中Cu2+的含量。取a g试样配成 100 mL 溶液,每次取 20. 00 mL,用 c mol • L-1 EDTA (H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL。 滴定反应为Cu2++ H2Y2-→CuY2-+2H+。计算蓝色晶体中Cu2+质量分数w=____________。
锆石(ZrSiO4)酷似钻石且价格低廉,是钻石很好的代用品。天然锆石的主要成分是ZrSiO4,另外还常含有Fe、Al、Cu的氧化物杂质。工业上以天然锆石为原料制备ZrO2的工艺流程如下:
已知:i.氯化过程中除C、O外,其他元素均转化为其最高价氯化物;
ⅱ.Zr在化合物中通常显+4价;ZrC14易溶于水,400 ℃时升华;
ⅲ.“配合”生成的Fe(SCN)3难溶于MIBK,Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度。
(1)将锆石“粉碎”的目的是_______________________________。
(2)“氯化”过程中,ZrSiO4发生反应的化学方程式为_______________,由下图可知,“氯化”过程选择的最佳反应条件是_________ ;若“氯化”温度过高会导致ZrC14产率降低,原因是________。
(3)常用的铜抑制剂为NaCN,它可与重金属离子生成沉淀,如Cu(CN)2,其Ksp=4.0×10-10。已知盐酸溶解后的溶液中Cu2+的浓度为1mol·L-1,若溶液中Cu2+的浓度小于等于1.0×10-6mol·L-1时可视为沉淀完全,则Cu2+沉淀完全时溶液中CN-的浓度为________mol•L-1。
(4)由于NaCN有剧毒,所以需要对“废液”中的NaCN进行处理,通常选用漂白液(有效成分是NaClO)在碱性条件下将其氧化,其产物之一是空气中的主要成分,则上述反应的离子方程式为___________。
(5)流程中“萃取”与“反萃取”可以分离铁、富集锆,简述“萃取”的原理:________________。
室温下,向100mL饱和的H2S溶液中通入SO2气体(气体体积换算成标准状况),发生反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,测得溶液pH与通入SO2的关系如图所示。下列有关说法正确的是
A.整个过程中,水的电离程度逐渐增大
B.该温度下H2S的Ka1数量级为10-7
C.曲线y代表继续通入SO2气体后溶液pH的变化
D.a点之后,随SO2气体的通入,的值始终减小
我国成功研发一种新型铝-石墨双离子电池,这种新型电池采用石墨、铝锂合金作为电极材料,以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。电池总反应为Cx(PF6) +LiAlxC + PF6-+Li+ +Al。该电池放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.放电时,B极的电极反应为LiAl-e-=Li+ +Al
B.Li2SO4溶液可作该电池的电解质溶液
C.充电时A极的电极反应式为xC + PF6--e-=Cx(PF6)
D.该电池放电时,若电路中通过0.01 mol电子,B电极减重0.07 g