氮、硒形成的单质及其化合物有重要的科学研究价值,请回答下列问题:
(1)邻氨基吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应,其结构简式如图所示。基态氮原子的价电子轨道表示式为______________;其核外电子共占据____个能级;邻氨基吡啶的铜配合物中Cu2+的配位数是_______。
(2)高聚氮晶体结构如图所示,每个氮原子与另外三个氮原子结合形成空间网状结构。固态高聚氮是_______晶体;该晶体中n(N)与n(N—N)之比为_______;这种高聚氮N—N键的键能为160 kJ·mol-1,而N2的键能为942 kJ·mol-1,其可能潜在的应用是__________。
(3)NO3-的空间构型是________;HNO3的酸性比HNO2强,试从结构的角度解释其原因__________。
(4)硒有三种晶体(α单斜体、β单斜体和灰色三角晶),灰硒的晶体为六方晶胞结构,原子排列为无限螺旋链,分布在六方晶格上,同一条链内原子作用很强,相邻链之间原子作用较弱,其螺旋链状图、晶胞结构图和晶胞俯视图如图所示:
已知正六棱柱的边长为a cm,高为b cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为_____g·cm-3(用含NA、a、b的式子表示)。
(15分)含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续性发展,有着重要的研究价值。请回答下列问题:
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol−1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=___________kJ·mol−1。下列有利于提高CO平衡转化率的措施有_______________(填标号)。
a.增大压强 b.降低温度
c.提高原料气中H2O的比例 d.使用高效催化剂
(2)用惰性电极电解KHCO3溶液,可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO−),然后进一步可以制得重要有机化工原料甲酸。CO2发生反应的电极反应式为________________,若电解过程中转移1 mol电子,阳极生成气体的体积(标准状况)为_________L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g),其反应历程如下:
①由原料到状态Ⅰ____________能量(填“放出”或“吸收”)。
②一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO2,起始压强为p0,平衡时容器内气体总物质的量为5 mol,乙苯的转化率为_______,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]
③乙苯平衡转化率与p(CO2)的关系如下图所示,请解释乙苯平衡转化率随着p(CO2)变化而变化的原因________________________________________________。
高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂,实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下:
MnO2熔融氧化:3MnO2+ KClO3+ 6KOH 3K2MnO4+ KCl+3H2O ;
K2MnO4歧化:3K2MnO4+ 2CO2=2KMnO4+ MnO2↓+2K2CO3 。
已知K2MnO4溶液显绿色。请回答下列问题:
(1)MnO2熔融氧化应放在_______________中加热(填仪器编号)。
①烧杯 ②瓷坩埚 ③蒸发皿 ④铁坩埚
(2)在MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO2气体,使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行,A、B、C、D、E为旋塞,F、G为气囊,H为带套管的玻璃棒。
①为了能充分利用CO2,装置中使用了两个气囊。当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后,关闭旋塞B、E,微开旋塞A, 打开旋塞C、D,往热K2MnO4溶液中通入CO2气体,未反应的CO2被收集到气囊F中。待气囊F收集到较多气体时,关闭旋塞__________,打开旋塞____________,轻轻挤压气囊F,使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中,如此反复,直至K2MnO4完全反应。
②检验K2MnO4歧化完全的实验操作是_______________________________________。
(3)将三颈烧瓶中所得产物进行抽滤,将滤液倒入蒸发皿中,蒸发浓缩至____________,自然冷却结晶,抽滤,得到针状的高锰酸钾晶体。本实验应采用低温烘干的方法来干燥产品,原因是________________。
(4)利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析,原理为:2MnO4-+5C2O42+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
现称取制得的高锰酸钾产品7.245g,配成500mL溶液,用移液管量取25.00 mL待测液,用0.1000 mol·L-1草酸钠标准溶液液进行滴定,终点时消耗标准液体积为50.00mL(不考虑杂质的反应),则高锰酸钾产品的纯度为_________(保留4位有效数字,已知M(KMnO4)=158g·mol-1)。若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干,则测定结果将_________。(填“偏大”、“偏小”、“不变”)
焦锑酸钠(NaSbO3·3H2O)可用于搪瓷的乳白剂及铁皮、钢板的抗酸漆。一种利用高砷锑烟灰(主要成分为Sb2O3、As2O3,还含Ag、Cu、Fe的氧化物)生产焦锑酸钠的工艺流程如下:
已知:i.Sb2O3、As2O3部分性质如下表:
ii.Ag、Cu、Fe的氧化物不溶于Na2S溶液
iii.Na2SbO4不溶于水;NaSbO3﹒3H2O既不溶于水,也不溶于酸。
请回答下列问题:
(1)“焙烧”的最低温度为_________(填标号)
a.655℃ b.400℃ c.275℃ d.193℃
(2)“浸出”时,往往采取比常温稍高的浸液温度,且选用较高浓度的Na2S溶液,采取这些措施的目的是_________________________________________。“浸出”时,Sb2O3转化为Na3SbS3的化学方程式为__________________________________________,滤渣Ⅰ是____________。
(3)“氧化”时所用H2O2的电子式为___________,氧化产物为Na3SbO4和____________.
(4)“酸洗”的作用是______________________。(用化学方程式表示)
(5)As2O3对应的酸为H3AsO3,测得某工业酸性废液中含H3AsO3和Fe2+,其浓度如表:
已知:iV.Ksp(FeAsO3)>Ksp(FeAsO4)=5.70×10-21。
V.H3AsO3的还原性比Fe2+强。
根据题目信息,则可采用______________方法除去该废水中的砷,除去砷后的废液中c(AsO43-)=__________________(不考虑反应过程中溶液体积的微小变化)
常温下,将盐酸滴加到联氨(N2 H4)的水溶液中,混合溶液中pOH[pOH=- lgc(OH- )]随离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述正确的是(已知N2H4在水溶液中的电离方程式:N2H4+H2O- N2H5++OH- ,N2H5+ +H2O- N2H62++OH- )
A.联氨的水溶液中不存在H+
B.曲线M表示pOH与的变化关系
C.反应N2H4+H2ON2H5++OH-的K=10-6
D.N2H5Cl的水溶液呈碱性
已知氨气可与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用下图中的装置省略夹持装置可以实现该反应,实验时C中粉末逐渐变为红色,D中出现无色液体。下列有关说法正确的是
A.试管A中加入的试剂为固体
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
C.装置B中加入的物质可以是碱石灰或无水氯化钙
D.装置D中液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝