某课题组在光子晶体领域取得新进展,成功制备出高质量硫化锌光子晶体。回答下列问题:
(1)基态硫原子的价电子排布图为____________________。第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素为_________________。
(2)H2S中S的价层电子对数为__________,H2O的键角________(填“>”、“<”或“=”)H2S的键角,原因是_________________________________________。
(3)硫酸锌中三种元素的电负性由大到小的顺序为_______________,硫酸锌溶于氨水可生成[Zn(NH3)4]SO4溶液,1mol[Zn(NH3)4]SO4中含有σ键的数目为____________(NA为阿伏加德罗常数的值)。与SO42-互为等电子体的分子有____________(任写一种)
(4)SO2中S的杂化类型为____________,SO3的立体构型为_______________。
(5)硫化锌的晶胞结构如图所示,该晶胞中与硫原子距离最近且相等的硫原子有______个,若该晶胞的密度为ρg/cm3,用NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞边长为_________________nm。
富马酸亚铁(C4H2O4Fe)常用于治疗缺铁性贫血,也可作食品营养强化剂,它可由糠醛()和硫酸亚铁制备。
已知:HOOCCH=CHCOOH+CO2↑
回答下列问题:
I.制备富马酸(实验装置如图所示,夹持装置已略去)
(1)将45.0g氯酸钠、0.2g五氧化二钒置于三颈烧瓶中,加入适量蒸馏水,滴加糠醛并加热至90~100℃,维持此温度3~4h。装置图中仪器A的名称是__________,冷凝水应从_____口流入,_____口流出。(用图中字母a、b表示)
(2)冰水冷却使产品结晶,并通过______________操作可以得到富马酸粗品。
(3)用1mol/LHCl溶液对富马酸粗品进行重结晶,得到纯富马酸。该操作中用1mol/LHCl溶液的原因是________________________(用离子方程式和适当的文字解释)。
II.合成富马酸亚铁
(4)取一定量的富马酸溶于适量水中,加入碳酸钠并加热、搅拌,调节pH为6.5~6.7,产生大量气泡。写出发生反应的化学方程式____________________________________。
(5)将硫酸亚铁溶液和适量的Na2SO3溶液缓慢加入上述反应液中,维持温度在100℃并充分搅拌3~4h。该操作过程中加入适量的Na2SO3溶液,其目的是_______________。
(6)过滤、洗涤、干燥得到产品。洗涤过程中证明富马酸亚铁产品已洗涤干净的实验方法是___________。
可燃冰(CH4•xH2O)位于海洋深处或冻土层中,我国的可燃冰开采技术位于世界领先地位,可燃冰开采出来后易释放CH4气体。回答下列问题:
(1)已知CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ∙mol-1,CO、H2的燃烧热分别是283kJ/mol、286kJ/mol。写出能表示甲烷燃烧热的热化学方程式__________________,试从平衡移动的角度解释为何从冻土层开采出来的可燃冰易释放出CH4__________。
(2)某科研小组向一恒容密闭容器中通入2molCH4、2molCO2,控制适当条件使其发生如下反应:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ∙mol-1,测出CH4的某个平衡物理量X随着温度、压强的变化如图所示。
①X________(填“能”或“不能”)表示平衡体系中CH4的体积分数;P1、P2的大小关系为_______;b点浓度商Qc与对应温度下的平衡常数K相比较大的是_______。
②若容器容积为2L,a点时c(CH4)=0.4mol/L,则相应温度下的平衡常数K=_______________,下列叙述能表明该反应已经达到平衡状态的是_________(填标号)。
a.CH4、CO的生成速率之比等于2:1
b.CH4与CO2的物质的量之比不再发生变化
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.容器中c(CH4)=c(CO2)
(3)甲烷的熔融碳酸盐燃料电池是一种绿色电池,具有效率高、噪声低等优点,其工作原理如图所示,则负极上发生反应的电极反应式为_______________________,电极b上通入一定量的CO2的原因是_____________________________。
硫化锌(ZnS)是一种重要的化工原料,难溶于水,可由炼锌的废渣锌灰制取,其工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)为提高锌灰的浸取率,除了适当升温外,还可采用的方法有______________________(请写出两种方法)。
(2)步骤II先加入H2O2的目的是________________________________(用离子方程式表示),再加入适量ZnCO3,过滤,所得滤渣为红褐色的不溶物,写出该反应的化学方程式________________________________________。
(3)步骤III中可得Cd单质,为避免引入新的杂质,试剂X应为____________。
(4)步骤IV过滤后需对所得ZnS固体进行洗涤、干燥,在实验室中进行过滤操作时,用到的主要玻璃仪器有_____________________________________。
(5)若步骤II中加入的ZnCO3为bmol,步骤III所得Cd单质为dmol,最后得到VL、物质的量浓度为cmol/L的Na2SO4溶液,则理论上所用锌灰中锌元素的质量为_____________。
已知:25℃时,Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-18,Ka(HCOOH)= 1.0×10-4。该温度下,下列说法错误的是
A. Zn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中c(Zn2+)>1.0×10-6 mol·L-l
B. HCOO-的水解常数为1.0×10-10
C. 向Zn(OH)2 悬浊液中加入HCOOH,溶液中c(Zn2+)增大
D. Zn(OH)2+2HCOOH=Zn2++2HCOO-+2H2O 的平衡常数K=100
黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)= K2S(s)+ N2(g)+3CO2 (g) ΔH =x kJ·mol-1
已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1;
S(s)+2K(s)=K2S(s) △H2=b kJ·mol-1
2K(s)+N2 (g)+3O2(g)=2KNO3(s) △H3= c kJ·mol-1;则x为( )
A.3a+b-c B.c-3a-b C.a+b-c D.c-a-b