2019年10 月9 日诺贝尔化学奖授予三位化学家,以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越贡献。PC15、LiFePO4聚乙二醇、LiPF6、LiAsF6等可作制锂离子电池的材料。回答下列问题:
(l)Fe 的价层电子排布式为______________。Li、Fe、Cl、P 四种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________________。
(2) PC13中心原子P 杂化类型是___________。将氨水和FeCl3 溶液混合后过滤出沉淀,再将沉淀溶入KOH 饱和溶液中,得到6 – 羟基配合物溶液,该配合物的化学式为_____。
(3)下列物质沸点最高的是_____________。
.A.正戊烷[ CH3 ( CH2)3CH3 ] B. l-丙醇 ( CH3 CH2 CH2OH)
C.乙二醇( HOCH2 CH2OH) . D. 丙醛( CH3CH2 CHO)
(4)熔融的PC15冷却后变为白色的离子晶体,晶体的晶胞如图所示,测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子,写出阴、阳离子的化学式 __________;正四面体形阳离子中键角大于PC13 的键角原因为______________。
(5)电池工作时,Li+ 沿聚乙二醇分子中的碳氧链迁移的过程如图甲所示(图中阴离子未画出)。电解质LiPF6或LiAsF6的阴离子结构如图所示(X=P、As)。
相同条件,Li+ 在LiAsF6 中比在LiPF6 中迁移较快,原因是 ________________。
煤、氢气是常见能源,燃煤烟气中的氮硫氧化物要污染环境,氢气是一种清洁高效的新型能源,如何消除烟气中氮硫氧化物和经济实用的制取氢气成为重要课题。
(1)硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如图。
已知:
反应 I:2H2O (1)=2 H2(g) +O2(g) △H1 = +572kJ•mol-1
反应 II :H2SO4(aq) =SO2 (g) + H2O (l) +O2 ( g) △H2= +327 kJ • mol-1
反应 III:2 HI( aq)=H2 ( g) + I2(g) △H3 =+172k.J•mol-1
则反应SO2 (g)+I2 (g) + 2 H2O (l)=2 HI(aq) + H2SO4 (aq) △H =__________。
(2)用某氢化物 H2 R 高效制取氢气 ,发生的反应为2 H2R(g) R2(g) +2H2 ( g) 。
I.若起始时容器中只有H2R, 平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图1。
①图中曲线n 表示的物质是__________(填化学式)。
②C点时,设容器内的总压为p Pa,则平衡常数KP =____________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压 =总压×物质的量分数)。
II.若在两个等体积的恒容容器中分别加入2.0 mol H 2R、1. 0 molH2R,测得不同温度H2R的平衡转化率如图2 所示。
①M点和O正反应速率v( M) ________v( O) (填“>”“<”或“=”,下同)。
②M 、O 两点容器内的压强P(O)______2 P( M) 。
③平衡常数K( M)_____________K( N)。
(3)以连二硫酸根( S2O42-) 为媒介,使用间接电化学法处理燃煤烟气中的NO, 装置如图所示:
①从 A 口中出来的物质是________________。
②写出电解池阴极的电极反应式________________。
③用离子方程式表示吸收池中除去NO 的原理 ___________________________。
硫酸铅( PbSO4) 广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为 PbS, 含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2 ) 制备PbSO4的工艺流程如图:
已知:
i. PbCl2难溶于冷水,易溶于热水
ii. PbCl2 (s) + 2 Cl- ( aq ) PbCl42-( aq ) △H> 0
iii.Ksp(PbSO4) =1. 08 ×10-8 , Ksp(PbC12) = 1. 6× 10 -5
(1)“浸取”过程中盐酸与MnO2 、P bS 发生反应生成PbCl2和S 的化学方程式为______________,加入NaCl 的目的是__________________。
(2)沉降操作时加入冰水的作用是_______________________。
(3) 20°C 时 ,PbCl2 ( s) 在不同浓度盐酸中的最大溶解量( g • L-1 ) 如图所示。下列叙述正确的是_____________(填字母)
A. 盐酸浓度越小,Ksp(PbC12)越小
B.x、y 两点对应的溶液中c( Pb2+ )不相等
C 当盐酸浓度为1 mol• L-1 时,溶液中c( Pb2+)一定最小
D. 当盐酸浓度小于1 mol• L-1时 ,随 HCl 浓度增大,P bCl2 溶解量减少是因为 Cl-浓度增大使 PbCl2溶解平衡逆向移动
(4)调 pH 的目的是__________,PbC12 “转化”后得到 PbSO4, 当c (Cl-)= 0.100mol/L 时 ,c( SO42-) =________________。
(5)滤液 a 经过处理后可以返回到______工序循环使用。利用制备的硫酸铅与氢氧化钠反应制备目前用量最大的热稳定剂--三盐基硫酸 (3 PbO•PbSO4•H2O) ,写出该反应的化学方程式 _____________________.
亚硝酰氯( NOCl) 是有机合成中的重要试剂,为黄色气体或红褐色液体(熔点- 64. 5℃,沸点-5.5℃),具有刺鼻恶臭味,遇水和潮气水解,有多种方法制备。
(1)方法一:将5 g 经300℃下干燥了 3h 并研细的 KCl 粉末装入 50 mL 带有接头及抽真空用活塞的玻璃容器内。将容器尽量减压,在减压下通入0. 002 mol NO2。反应 12 ~ 36 min 即可完成,NO2红棕色消失 ,出现黄色亚硝酰氯,同时还得到一种盐。写出亚硝酰氯的电子式________,该方法制备NOCl的化学方程式为_________________,氯化钾需要“干燥”的原因是_______________。
(2)方法二:实验室可用如图装置制备亚硝酰氯(NOCl),检验装置气密性并装入药品打开 K2,然后再打开___________(填“K1 ”或"“K3 ”) 通入一段时间气体,其目的为______,然后进行其他操作,当 Z 有一定量液体生成时,停止实验。写出X 装置中反应的离子方程式_____________________ 。
(3)测定产品纯度:取(2)中w g Z 中液态产品溶于蒸馏水,配制成250 ml 溶液;用酸式滴定管准确量取25. 00mL 所配溶液于锥形瓶中,滴加几滴 K2CrO4溶液作指示剂,用滴定管盛装 c mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液体积为V mL。[已知:Ksp( AgCl ) =1.56 ×10-10 ,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12,Ag2CrO4为砖红色固体,忽略杂质参与反应]
①盛装AgNO3 标准溶液的滴定管是____(填“酸式”或“碱式”)棕色滴定管;判断达到滴定终点的方法是_____________________。
②该产品纯度为_____________(用代数式表示)。
2019 年 11 月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2 的绿色方法,原理如图所示(已知:H2O2 H+ + H2O , Ka = 2. 4×10一12 )下列说法不正确的是
A.b 极上的电极反应为O2 +H2O +2e- =HO2 - +OH
B.X 膜为选择性阳离子交换膜
C.催化剂可促进反应中电子的转移,加快反应速率
D.每生成1 mol H2O2 电极上流过4 mole-
在两只锥形瓶中分别加入浓度均为l mol•L-1 的盐酸和NH4Cl溶液,将温度和pH 传感器与溶液相连,往瓶中同时加入过量的质量、形状均相同的镁条,实验结果如下图。关于该实验的下列说法,正确的是
A.P点溶液:c(NH4+) + 2c(Mg2+) >c(Cl-)
B.反应剧烈程度:NH4Cl >HCl
C.Q点溶液显碱性是因为MgCl2发生水解
D.1000s后,镁与NH4Cl溶液反应停止