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硫酸是重要的化工原料,我国主要采用接触法生产硫酸,主要过程如下: FeS2 SO...

硫酸是重要的化工原料,我国主要采用接触法生产硫酸,主要过程如下:

FeS2 SO2 SO3 H2SO4

回答下列问题:

1)基态V原子的电子排布式为________,基态Fe原子核外未成对电子数为______

2)组成H2SO4的元素中,电负性由大到小的顺序是________SO2分子的VSEPR模型为________

3)固态SO3能以无限长链形式存在(如图所示)。其中S原子的杂化形式为______。长链结构中,连接2S原子的O原子称为桥氧,连接1S原子的O原子称为端基氧,则与S原子形成化学键键长更大的是________(填桥氧端基氧),原因是______________

                                                                                                                     

4)绿矾是一种重要的硫酸盐,其组成可写成 [Fe(H2O)6]2+[SO4(H2O)]2-,水合阴离子中H2O通过氢键与SO42- 中的O原子相联结,按图示画出含氢键的水合阴离子:______________

5)一种含FeCuS三种元素的矿物晶胞如图所示,属于四方晶系(晶胞底面为正方形)。S2-的配位数为______。若晶胞的底面边长为a pm,高为b pm,晶体密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为____________(写出表达式)。

 

[Ar]3d34s2 4 O>S>H 平面三角形 sp3 桥氧 端基氧与硫原子形成双键,桥氧为硫氧单键,硫氧单键键长比硫氧双键大 4 【解析】 (1)V原子为23号元素,基态原子核外有23个电子,所以电子排布式为:[Ar]3d34s2;基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,3d轨道有4个电子未成对; (2)非金属性越强,电负性越大,所以H、S、O三种元素电负性由大到小为O>S>H;二氧化硫分子中心原子价层电子对数为=3,所以为sp2杂化,其VSEPR模型为平面三角形; (3)根据固体SO3的结构可知每个S原子形成4个σ键,价层电子对数为4,所以为sp3杂化;端基氧与硫原子形成双键,桥氧为硫氧单键,硫氧单键键长比硫氧双键大,所以桥氧化学键键长更大; (4)氢键结合的情况可用X-H…Y表示,所以含氢键的水合阴离子为; (5)根据晶胞示意图可知S2-连接两个亚铁离子和两个铜离子,所以S2-的配位数为4;根据均摊法晶胞中S2-的个数为8,Fe2+的个数为,Cu2+个数为=4,所以晶胞的质量m=,晶胞体积V=a2b pm3= a2b×10-30 cm3,所以晶胞的密度ρ=,可解得NA=。
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辉钼矿主要含MoS2,还含有CaSiCuZnFe等元素。利用辉钼矿制备仲钼酸铵的新一代清洁生产工艺如下图所示:

回答下列问题:

1)焙烧温度为400 ℃,MoS2转化为CaMoO4CaSO4,则反应中每摩 MoS2转移的电子数为_________。仲钼酸铵(七钼酸铵)中的阴离子是Mo7O24n- ,则n_______

2)传统焙烧是在650 ℃下,使MoS2直接与空气中的O2反应生成MoO3SO2。图示清洁生产工艺加入CaCO3的优点是______________

3)溶浸时,CaMoO4发生复分解反应的化学方程式是___________。循环渣的主要成分是CaCO3,则外排渣主要是________CuZnFe的硫化物。

4)已知:常温下Ksp(CaCO3)2.8×10-9Ksp(CaSO4)9.1×10-6。在(NH4)2SO4母液中添加循环渣(CaCO3),可以使硫酸铵转化为碳酸铵(返回溶浸循环使用),原因是_______

5)电氧化分解钼精矿时,用惰性电极电解钼精矿和NaCl的混合浆液,电解槽无隔膜,控制溶液pH9。阴极生成物为________,混合浆液中,阳极产物转化生成的NaClO氧化MoS2生成MoO42- SO42- 的离子方程式是______________

 

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甲醇是一种常见的燃料,也是重要的基础化工原料。回答下列问题:

1)采用甲醇气相氨化法可制得二甲胺。

已知:2CH3OH(g)3O2(g) 2CO2(g)4H2O(g)       ∆H1-3122 kJ/mol

4NH3(g)3O2(g) 2N2(g)6H2O(g)                 ∆H2-472 kJ/mol

4(CH3)2NH(g)15O2(g) 8CO2(g)14H2O(g)2N2(g)  ∆H3-7492 kJ/mol

则制备二甲胺反应2CH3OH(g)NH3(g) (CH3)2NH(g)2H2O(g) H_____ kJ/mol

2)一定条件下,甲醇气相氨化法原料气中c(CH3OH):c(NH3)分别为1:12:13:1时,NH3的平衡转化率随温度变化的关系如图:

①代表原料气中c(CH3OH):c(NH3)1:1的曲线是________

②一定温度下,控制原料气中c(CH3OH):c(NH3)3:1,能增大NH3平衡转化率的措施是_______

③温度为443 K时,按c(CH3OH):c(NH3)2:1投料,若NH3的起始浓度为2 mol/L,则反应达到平衡时,(CH3)2NH的体积分数为_______,该温度下的化学平衡常数为________

3)甲醇可通过电化学方法由甲烷直接制得,装置如下图所示,电解生成CH3OH的过程分为3步:

①通电时,氯离子先转化为高活性的原子氯(Cl·);

Cl·与吸附在电极上的CH4反应生成HClCH3Cl

③在碱性电解液中,CH3Cl转化为目标产物CH3OH

步骤①的电极反应式为__________,步骤③的离子方程式为__________,维持电流强度为1.5 A,装置工作2小时,理论上可制得CH3OH的质量为________ g。(已知F96500 C/mol,不考虑气体溶解等因素)

 

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常用解热镇痛药对乙酰氨基苯酚(扑热息痛)为白色颗粒状晶体,易被空气氧化。实验室用对氨基苯酚乙酰化制备扑热息痛的一种方法如下:

查阅资料获得以下数据:

 

对氨基苯酚

醋酸酐

对乙酰氨基苯酚

熔点/

189.6 ~ 190.2

-73

169 ~ 171

密度/g·cm-3

1.2

1.1

1.3

相对分子质量

109

102

151

溶解性

溶于乙醇和水

溶于乙醇,

稍溶于水

易溶于乙醇和热水,溶于丙酮

 

 

实验过程:如图所示,在三颈烧瓶中加入对氨基苯酚10.9 g,再加入30 mL水。打开仪器a下端的旋塞,缓慢滴加12 mL醋酸酐。搅拌并水浴加热,控制温度在80 ℃左右,充分反应后按如下流程进行操作。

回答下列问题:

1)仪器a的名称是___________,仪器b的作用是_____________

2)步骤②洗涤晶体获得粗品时,选择的洗涤剂是______。(填标号)

A.乙醇      B.丙酮      C.热水     D.冷水

3)减压过滤装置如图所示。步骤④减压过滤时,在吸滤瓶中要先加入适量NaHSO3,其作用是_________,该减压过滤需趁热进行,原因是_____________

4)步骤⑥中操作X_______________

5)若最终得到9.8 g对乙酰氨基苯酚,则本实验的产率为______%。(保留1位小数)

 

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将硫酸铜的稀溶液放在密闭容器中,缓缓抽去容器中的水蒸气,溶液逐渐失水变成饱和溶液,再继续抽气,则变成各种含水盐,最后变成无水硫酸铜。50 ℃时,容器中的压强与晶体水合物中含水量的关系如图所示,下列说法错误的是

A.曲线L-M对应溶液中无硫酸铜晶体析出

B.曲线M-M  对应溶液溶质的质量分数保持不变

C.曲线M  - N对应体系存在平衡:CuSO4(饱和溶液)CuSO4·5H2O(s)H2O(g)

D.当容器中压强低于p 后得到无水硫酸铜

 

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Mg-VOCl2电池是一种基于阴离子传导的新型二次电池,其简化装置示意图如下。总反应为Mg2VOCl2MgCl22VOCl,下列说法错误的是

A.采用Mg作电极材料比Li的安全性更高

B.为该电池充电时Mg电极应与电源的正极相连

C.放电时正极反应为VOCl2e= VOClCl

D.放电过程中Cl穿过复合离子液体向Mg移动

 

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