某实验小组同学对影响 CuSO4 溶液和浓氨水反应产物的因素进行了如下探究。
(查阅资料)
①Cu(OH)2(s) ⇌ Cu2+ + 2OH- Ksp = 2.2×10-20; ⇌Cu2+ + 4NH3 K = 4.8×10-14
②Cu(NH3)4SO4·H2O 是一种易溶于水、难溶于乙醇的深蓝色固体, 加热分解有氨气放出。Cu(NH3)4SO4·H2O 在乙醇-水混合溶剂中的溶解度如下图所示。
(实验 1)CuSO4 溶液和浓氨水的反应。
序号 | 实验内容 | 实验现象 |
1-1 | 向 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2)中逐滴加入 2 mL 1 mol/L 氨水 | 立即出现浅蓝色沉淀,溶液变无色; 随后沉淀逐渐溶解,溶液变为蓝色;最终得到澄清透明的深蓝色溶液 A |
1-2 | 向 2 mL 1 mol/L 氨水中逐滴加入 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 始终为澄清透明的深蓝色溶液 B |
(1)进一步实验证明,深蓝色溶液 A、B 中均含有,相应的实验方案为______________________(写出实验操作及现象)。
(实验 2)探究影响 CuSO4 溶液和浓氨水反应产物的因素。
序号 | 实验内容 | 实验现象 |
2-1 | 向实验 1-2 所得深蓝色溶液 B 中继续加入 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 有浅蓝色沉淀生成,溶液颜色变浅 |
2-2 | 向实验 1-2 所得深蓝色溶液 B 中继续加入 1 mol/L NaOH | 有浅蓝色沉淀生成,上层清液接近无色 |
2-3 | 向 2 mL 0.1 mol/L 氨水中逐滴加入2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 有浅蓝色沉淀生成,上层清液接近无色 |
(2)依据实验 2-1,甲同学认为 Cu2+浓度是影响 CuSO4 溶液和浓氨水反应产物的因素之一。乙同学认为实验 2-1 没有排除硫酸铜溶液呈酸性的干扰,并设计了如下对比实验:
序号 | 实验内容 | 实验现象 |
2-4 | 向实验 1-2 所得深蓝色溶液 B 中继续加入 2 mL 试剂 a | 无明显现象 |
①用化学用语表示硫酸铜溶液呈酸性的原因:___________________________。
②试剂 a 为 ___________________________。
(3)利用平衡移动原理对实验 2-2 的现象进行解释:____________________________。
(4)实验 2-3 的目的是__________________________。
(5)综合上述实验可以推测, 影响 CuSO4 溶液和浓氨水反应产物的因素有________________________。
酯类化合物与格氏试剂(RMgX,X=Cl、Br、I)的反应是合成叔醇类化合物的重要方法,可用于制备含氧多官能团化合物。化合物 F 的合成路线如下:
已知:
(1)A的结构简式为__________________。
(2)B→C的反应类型为________________。
(3)C中官能团的名称为_________________。
(4)C→D的化学方程式为________________________。
(5)写出符合下列条件的D的同分异构体 (填结构简式,不考虑立体异构)__________________________。
①含有五元环碳环结构;②能与 NaHCO3溶液反应放出CO2气体;③能发生银镜反应。
(6)D→E的目的是______________________。
(7)已知羟基能与格氏试剂发生反应。写出以 、CH3OH 和格氏试剂为原料制备的合成路线(其他试剂任选)_______________________________________________。
硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题图—1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2-—2e-=S(n—1)S+ S2-=Sn2-。
①写出电解时阴极的电极反应式:__________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成_____________。
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如题图—2所示。
①在图示的转化中,化合价不变的元素是___________。
②反应中当有1molH2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需要消耗O2的物质的量为_______________。
③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有___________________。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如题图—3所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为_____________。
FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是______。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示)______。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为______。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
___+___Fe2++___=___Cl−+___Fe3++__
(3)FeCl3在溶液中分三步水【解析】
Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2O+H+ K2
+H2OFe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是__________。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为:xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)______。
a.降温 b.加水稀释
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是___。
(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为_____mg·L-1。
金属镓(Ga)应用广泛,在半导体和光电材料、合金、磁性材料等领域都有重要应用。镓与铝是同主族元素,性质相似。
(1)铝在元素周期表中的位置是__________________。
(2)GaAs 是一种重要的半导体材料。As 与 Ga 同周期,As 与 N 同主族。
①下列事实不能用元素周期律解释的是___________(填字母)。
a. 碱性:Ga (OH)3> Al (OH)3 b. 非金属性:As>Ga c. 酸性:H3AsO4>H3AsO3
②GaAs 中,As 元素化合价为-3 价,用原子结构理论解释原因_________________。
③废弃含 GaAs 半导体材料可以用浓硝酸溶解 GaAs,生成 H3AsO4 和 Ga3+,写出该反应的化学方程式_________。
(3)工业上获取镓的方法之一是从闪锌矿冶锌后的残渣(主要含有 Zn、Pb、Fe、Ga 等元素)中提取,某科研单位设计下述流程提取镓,已知:Ga 在碱性溶液中以[Ga(OH)4]- 形式存在。
①试剂 a 是_______________。
②写出电解制镓时的阴极电极反应式__________________。
在大试管内将足量NaHCO3加热到 200℃,将产生的混合气体通入到盛有1.87 g Na2O和Na2O2的密闭容器中,待Na2O和Na2O2全部反应后,得到标准状况下224 mL O2;再将反应后密闭容器内的固体全部溶于水配成 100 mL 溶液。下列说法正确的是
A.Na2O和Na2O2 均为碱性氧化物
B.参加反应的NaHCO3物质的量为 0.04 mol
C.反应过程中总共转移 0.04 mol 电子
D.配成的 100 mL 溶液中 c(Na+) = 0.5 mol/L