Cu—Mn—Al合金为磁性形状记忆合金材料之一,可用来制作各种新型的换能器、驱动器、敏感元件和微电子机械操纵系统。
(1)下列状态的铝中,最外层电离出一个电子所需能量最小的是______(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)AlCl3是某些有机反应的催化剂,如苯与乙酰氯反应的部分历程为:
①乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为____。
②乙酰氯分子中∠CCCl___120°(填“>”、“=”或“<”),判断理由是_______。
③的空间构型为________。
(3)温度不高时气态氯化铝为二聚分子(其结构如图所示)。
写出Al2Cl6的结构式并标出配位键______。
(4)Cu—Mn—合金的晶胞如图a所示,该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置,图b是沿立方格子对角面取得的截图。
①若A原子的坐标参数为(0,0,0),C为(1,1,1),则B原子的坐标参数为_____。
②由晶胞可知该合金的化学式为_____。
③已知r(Cu)≈r(Mn)=127pm,r(Al)=143pm,则Cu原子之间的最短核间距离为____pm。
④该晶胞的密度为_____g·cm-3。(列出计算式即可,阿伏加德罗常数用NA表示)
过氧化氢是重要的化工产品,广泛应用于化学合成、医疗消毒等领域。
(1)过氧化氢的电子式为_____________。
(2)工业上电解硫酸氢盐溶液得到过二硫酸盐(),过二硫酸盐水解生成H2O2溶液和硫酸氢盐,生成的硫酸氢盐可以循环使用。电解硫酸氢盐溶液时阳极的电极反应式为_______。写出过二硫酸盐水解的离子方程式________。
(3)298K时,实验测得反应在不同浓度时的化学反应速率如表:
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
|
c(HI) /mol﹒L-1 | 0.100 | 0.200 | 0.300 | 00.100 | 0.100 |
c(H2O2)/mol﹒L-1 | 0.100 | 0.100 | 0.100 | 0.200 | 0.300 |
v//mol﹒L-1﹒s-1 | 0.007 60 | 0.015 3 | 0.022 7 | 0.015 1 | 0.022 8 |
已知速率方程为,其中k为速率常数。
根据表中数据判断:a=_______,b=________。
(4)“大象的牙膏”实验是将浓缩的过氧化氢与肥皂液混合,再滴加少量碘化钾溶液,即可观察到泡沫状物质像喷泉一样喷涌而出。反应中H2O2的分解机理为:
慢
快
此反应过程中无催化剂和有催化剂的能量变化关系图像如图所示:
则表示慢反应的曲线是__________(填“a”或“b”)。
1mol H2O2分解放出热量98 kJ,则H2O2分解的热化学方程式为_________________。
(5)某科研团队研究体系(其中)氧化苯乙烯制取苯甲醛,反应的副产物主要为苯甲酸和环氧苯乙烷。一定条件下,测得一定时间内温度对氧化反应的影响如图:
注:■苯乙烯转化率 ●苯甲醛选择性
①80℃时苯乙烯的转化率有所降低,其原因可能是_______。
②结合苯乙烯的转化率,要获得较高的苯甲醛产率,应该选择的温度为_______。
用海底锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料,制备金属锰、镁的一种工艺流程路线如下:
已知:①几种难溶物的溶度积(25℃)如下表所示:
化学式 | Mg(OH)2 | Mn(OH)2 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 |
Ksp | 1.8×10-11 | 1.8×10-13 | 1.0×10-33 | 4.0×10-38 |
②溶液中某离子浓度≤1.0×10-6mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
完成下列问题:
(1)“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应的离子方程式为_____。
(2)“滤液1”中c(Mn2+)为0.18mol·L-1,则“调节pH”的范围为_______,“滤渣2”的成分为______。
(3)“Ⅲ”处“萃取剂”萃取的成分是___;“Ⅳ”处用“盐酸反萃”的作用是____。
(4)MgCl2·6H2O制取无水MgCl2时,需要在干燥的HCl气流中加热分解。HCl的作用为__________。
(5)该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为____。
(6)一种海生假单孢菌(采自太平洋深海处),在无氧条件下以醋酸为电子供体还原MnO2生成Mn2+的机理如图所示。写出反应②③的总反应的离子方程式____________。
Kx[Cu(C2O4)y]·zH2O (水合草酸铜(Ⅱ)酸钾)是一种化工原料,实验室制备少量水合草酸铜酸钾并测定样品的组成,实验步骤如下:
I制备CuO
用图1所示装置将溶液混合后,小火加热至蓝色沉淀变黑色生成CuO,煮沸5~10分钟。稍冷却后全部转移至图2装置过滤,并用蒸馏水洗涤沉淀2~3次。
(1)①指出图2装置中操作中的错误___________,图2操作需用蒸馏水洗涤沉淀2~3次,其目为___________。
②检验沉淀洗涤干净的方法为___________。
Ⅱ制备KHC2O4和K2C2O4混合溶液
称取3.0g H2C2O4·2H2O放入250mL烧杯中,加入40mL蒸馏水,微热(温度低于80℃)溶解。稍冷后分数次加入2.2g无水K2CO3,充分反应后生成含KHC2O4和K2C2O4的混合物。
(2)该步骤中所得混合物中n(KHC2O4):n(K2C2O4)=____________。(取整数)
Ⅲ制备水合草酸铜酸钾晶体
将KHC2O4和K2C2O4混合溶液水浴微热,再将CuO连同滤纸一起加入到该溶液中,充分反应至CuO沉淀全部溶解,取出滤纸后,加热浓缩、冷却结晶、过滤,用乙醇淋洗,自然晾干,称量得到样品2.9760g(电子天平称量)。
(3)①步骤Ⅲ中KHC2O4的作用是__________。
②用乙醇淋洗而不用水的优点是__________。
③溶解CuO沉淀时,连同滤纸一起加人到溶液中的目的是__________。
Ⅳ测定水合草酸铜酸钾晶体的成分
取少量制得的样品配成溶液。用标准酸性髙锰酸钾溶液滴定、用标准EDTA溶液(PAR为指示剂)滴定Cu2+,经计算样品中n(Cu):n()=1:2,假设制备样品的过程中Cu2+无损耗。
(4)水合草酸铜(Ⅱ)酸钾晶体的化学式为__________。
室温下,用0.10 mol·L-1NaOH溶液滴定20 mL 0.10 mol·L-1HA溶液,测得混合溶液的pH与lg 的关系如图所示。下列叙述正确的是
A.HA为弱酸,Ka的数量级为10-3
B.b点时消耗NaOH溶液的体积大于20 mL
C.溶液的导电能力:b>a
D.b点溶液中:c(Na+)=c(Aˉ)=(H+)=c(OHˉ)=10-7mol/L
我国学者最近研发一种新型铝—石墨烯电池,其负极是金属铝,正极是石墨烯(Cn)薄膜,电解质为阳离子(EMI+)与阴离子()组成的离子液体,该电池的工作原理如图。已知能量密度是指一定质量物质中储存能量的大小。下列说法错误的是
A.该铝电极电池比锂电极电池的能量密度低
B.石墨烯电极的比表面积大,充放电性能优于石墨电极
C.充电时,有机阳离子(EMI+)向铝电极移动
D.放电时,负极的电极反应式为2Al+7Clˉ-6eˉ=Al2Cl