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SAH(NaAlH4)还原性非常强。纯的四氢铝钠是白色晶状固体,在干燥空气中相对...

SAH(NaAlH4)还原性非常强。纯的四氢铝钠是白色晶状固体,在干燥空气中相对稳定,遇水发生剧烈反应。以铝合金废边脚料为原料(含有少量Al2O3Fe2O3MgOPbOSiO2等杂质)制备四氢铝钠:

请回答下列问题:

(1)滤渣1的主要成分为__________________(填化学式)。试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等,其电子式为_________________________

(2)已知废料接触面积、接触时间均相同,酸浸中铝元素浸出率与硫酸浓度的关系如图甲所示。当硫酸浓度大于C0 mol·L1时,浸出率降低的原因可能是__________________

(3)滤液3可以循环利用,写出滤液2与滤液3反应的离子方程式____________________________________

(4)NaAlH4与水反应的化学方程式为____________________

(5)测定NaAlH4粗产品的纯度。

称取m g NaAlH4粗产品按如图乙所示装置进行实验,测定产品的纯度。

①“安全漏斗安全的含义是____________________

已知实验前C管读数为V1mL,向A中加入适量蒸馏水使NaAlH4完全反应,当A中反应完全后,冷却至室温后C管读数为V2mL(均折合成标准状况)。则该产品的纯度为____________________(用含mV1V2的代数式表示,忽略加入蒸馏水的体积)

若实验前读数时B中液面和C管液面相平,实验后读数时B中液面低于C管,则测得的结果_____________(偏高”“偏低无影响”)

 

SiO2、PbSO4 硫酸浓度增大,铝片与硫酸发生钝化 NaAlH4+4H2O=Na[Al(OH)4]+4H2↑(或NaAIH4+2H2O=4H2↑+NaAlO2) 加入液体能起液封作用,避免气体从漏斗中逸出 偏低 【解析】 铝合金废边脚料(含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、PbO和SiO2等杂质)中加入稀硫酸,Al2O3、Fe2O3、MgO与稀硫酸反应生成相应的盐和水,PbO与稀硫酸反应,生成PbSO4沉淀和水,SiO2与稀硫酸不反应,由此可得出滤液及滤渣成分;试剂A加入Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、MgSO4混合溶液中,有沉淀产生,且试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等,则A应为NaOH溶液,Al2(SO4)3转化为Na[Al(OH)4]和Na2SO4,Fe2(SO4)3、MgSO4生成Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀;往Na[Al(OH)4]和溶液中通入过量CO2,生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3。稀硫酸与铝能持续发生反应,浓硫酸与铝会发生钝化作用,反应不能持续进行;用排液法测定气体体积时,需将量气管内液面与干燥管内液面调平,否则会产生压力差而造成所测气体体积产生偏差。 (1)由以上分析知,滤渣1的主要成分为SiO2、PbSO4。试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等,则其为NaOH,电子式为。答案为:SiO2、PbSO4;; (2)从图中可以看出,当硫酸浓度增大到一定程度,铝的浸出率反而降低,因为浓硫酸与铝因发生钝化而不能持续反应,所以当硫酸浓度大于C0 mol·L-1时,浸出率降低的原因可能是硫酸浓度增大,铝片与硫酸发生钝化。答案为:硫酸浓度增大,铝片与硫酸发生钝化; (3)滤液2中含有Na[Al(OH)4],而滤液3中含有NaHCO3,二者相遇后会发生反应生成Al(OH)3沉淀和,反应的离子方程式。答案为:; (4)NaAlH4中H显-1价,而水中H显+1价,二者相遇会发生氧化还原反应,生成Na[Al(OH)4]和H2,反应的化学方程式为NaAlH4+4H2O=Na[Al(OH)4]+4H2↑(或NaAIH4+2H2O=4H2↑+NaAlO2)。答案为:NaAlH4+4H2O=Na[Al(OH)4]+4H2↑(或NaAIH4+2H2O=4H2↑+NaAlO2); (5)①“安全漏斗”中,水加入圆底烧瓶后,有一部分会滞留在安全漏斗内,从而起液封作用,所以“安全”的含义是加入液体能起液封作用,避免气体从漏斗中逸出。答案为:加入液体能起液封作用,避免气体从漏斗中逸出; ②由反应方程式NaAlH4+4H2O=Na[Al(OH)4]+4H2↑可知,n(NaAlH4)=n(H2)= ×,则该产品的纯度为 =。答案为:; ③若实验前读数时B中液面和C管液面相平,实验后读数时B中液面低于C管,则气体被压缩,体积偏小,所以测得的结果偏低。答案为:偏低。
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磷能形成多种单质或化合物。回答下列问题:

(1)白磷(P4)在氯气中燃烧产生大量白色烟雾,生成PCl3PCl5

P4化学性质比N2活泼的主要原因是___________________________

②形成PCl5时,P原子的一个3s电子激发到3d轨道后参与成键。写出该激发态原子的外围电子轨道表示式___________________________________

③PCl5是一种白色固体,加压下于148℃液化,形成离子导体,其中阳离子为正四面体结构,阴离子为正八面体结构,该离子导体能导电的原因是_______(用电离方程式解释)

(2)新型半导体材料     黑磷,是一种二维材料(结构如下图甲所示),其单层的结构如下图乙所示。

①黑磷中P原子的杂化方式为_____________________________

②用4-甲氧基重氮苯四氟硼酸盐(如上图丙所示)处理黑磷纳米材料,可以保护和控制其性质。该盐的构成元素中NOF的电负性由大到小顺序为__________________1mol该盐的阳离子含有的σ键的数目为____________(阿伏加德罗常数的值用NA表示,下同)

(3)中国科学院深圳先进技术研究院在钙钛矿/黑磷纳米复合材料的研究领域取得新进展,该材料表现出优异的光电应用潜力。如图所示为高温超导领域里的一种化合物    钙钛矿晶胞结构。若图中正方体边长为a nm,则该晶体的密度为____________g·cm3

 

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探究NaHSO3溶液分别与CuCl2CuSO4溶液的反应。

已知:(深蓝色溶液)

回答下列问题:

(1)实验产生的无色气体为SO2。用蘸有碘水的淀粉试纸接近试管口,观察到_________________________,反应的离子方程式为______________________

(2)对实验产生SO2的原因进行分析,提出两种假设:

①Cu2+水解使溶液中c(H+)增大;

②Cl存在时,Cu2+反应生成CuCl白色沉淀,溶液中c(H+)增大。

实验证明,不合理,实验证据是____________________合理,实验反应的离子方程式有_________________________H++SO2↑+H2O

(3)通过分析实验,可知:Cl增强了Cu2+的氧化性。下述实验证实了此结论。实验方案:闭合K,电压表的指针偏转至“x”处;向U形管___________(补全实验操作及现象)。装置中,盐桥的作用是______________________________(答出两条即可)

(4)将实验的溶液静置24小时或加热后,得到红色沉淀。经检验,红色沉淀中含有Cu+Cu2+。设计实验,证明红色沉淀中含有Cu+__________________

 

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(1)以甲醇为原料制取高纯H2具有重要的应用价值。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应:

主反应:   H=+49kJmol-1

副反应:        H=+41kJmol-1

甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H2CO,则该反应的热化学方程式为_________________,既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是______________

分析适当增大水醇比对甲醇水蒸气重整制氢的好处是__________

某温度下,将n(H2O)n(CH3OH)=11的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为P1,反应达平衡时总压强为P2,则平衡时甲醇的转化率为________________(忽略副反应,用含P1P2的式子表示)

(2)工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2,原理为:   H=+203kJmol-1

该反应逆反应速率表达式为:v=k·c(CO)·c3(H2)k为速率常数,在某温度下测得实验数据如下表:

c(CO)/mol·L1

c(H2)/mol·L1

v/mol·L1·min1

0.05

c1

4.8

c2

c1

19.2

c2

0.15

8.1

 

由上述数据可得该温度下,该反应的逆反应速率常数k_________L3·mol3·min1

在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3molCH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度关系如图所示:Nv____________Mv(大于小于”)Q点对应温度下该反应的平衡常数K=_______________mol2·L2。平衡后再向容器中加入1molCH41molCO,平衡向_____________方向移动(正反应逆反应”)

 

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25℃时,向10 mL 0.01mol·L1NaCN溶液中逐滴加入0.01mol·L1的盐酸,溶液中CNHCN物质的量分数(δ)pH变化的关系如图甲所示,其中a点的坐标为(9.50.5)。溶液的pH变化曲线如图乙所示。下列溶液中的关系正确的是

A.图甲中pH=7的溶液:c(Cl)<c(HCN)

B.常温下,NaCN的水解平衡常数:Kh(NaCN)=104.5mol·L1

C.图乙中b点的溶液:c(HCN)>c(Cl)>c(CN)>c(OH)>c(H+)

D.图乙中c点的溶液:c(Na+)+c(H+)=c(HCN)+c(OH)+c(CN)

 

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T℃时,三种盐的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数,下列说法正确的是(    )

A.Y点:c(Ca2+)>c(SO42-)Z点:c(CO32-)>c(Mn2+)

B.溶度积:Ksp(MnCO3)Ksp(CaCO3)Ksp(CaSO4)

C.X点对应的CaCO3溶液为不饱和溶液,可以继续溶解CaCO3

D.T℃时,CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数K的数量级为103

 

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