用Cr3+掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料,氮化铝(其晶胞如图所示)可由氯化铝与氨经气相反应制得。
(1)Cr3+基态的核外电子排布式可表示为 。
(2)氮化铝的化学式为 。
(3)氯化铝易升华,其双聚物Al2Cl6结构如图所示。在Al2Cl6中存在的化学键有 (填字母)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键
(4)一定条件下用Al2O3和CCl4反应制备AlCl3的反应为:Al2O3+3CCl4=2AlCl3+3COCl2。其中,COCl2分子的空间构型为 。一种与CCl4互为等电子体的离子的化学式为 。
(5)AlCl3在下述反应中作催化剂。分子③中碳原子的杂化类型为 。
LiBH4为近年来储氢材料领域的研究热点。
(1)反应2LiBH4=2LiH+2B+3H2↑,生成22.4 L H2(标准状况)时,转移电子的物质的量为 mol。
(2)下图是2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图,则:
Mg(s)+2B(s)=MgB2(s) △H= 。
(3)采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料,并对Al-LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究:
①如图为25℃水浴时每克不同配比的Al-LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系图。由图可知,下列说法正确的是 (填字母)。
a.25℃时,纯铝与水不反应
b.25℃时,纯LiBH4与水反应产生氢气
c.25℃时,Al-LiBH4复合材料中LiBH4含量越高,1000s内产生氢气的体积越大
②如图为25℃和75℃时,Al-LiBH4复合材料[ω(LiBH4)=25%]与水反应一定时间后产物的X-射线衍射图谱(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。
从图中分析,25℃时Al-LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是 (填化学式),产生Al(OH)3的化学方程式为 。
(4)如图是直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池示意图。该电池工作时,正极附近溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”),负极的电极反应式为 。
CoxFe3-xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3-xO4的主要步骤如下:
(1)步骤①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为 ;
(2)步骤②将晶种移到放有FeSO4溶液和铁皮的生长槽中,升温到60℃,吹入空气,待晶种长大到一定尺寸后,过滤、水洗、干燥,得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是 ,吹入空气的作用为 。
(3)步骤③将FeOOH在200~300℃下加热脱水,生成红色Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的 (填字母)。
a.蒸发皿 b.烧杯 c.坩埚 d.泥三角 e.酒精灯
(4)步骤④通入H2,加热至300~400℃,生成Fe3O4。通入H2前要向加热炉中通入N2,其作用为 。
(5)步骤⑤加入CoSO4溶液,所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是 。
(6)某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO4·7H2O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Co2+ | 6.9 | 9.4 |
请完成下列实验步骤(可选用的试剂:H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液):
①用N-甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料,使LiCoO2与铝箔分离,得到LiCoO2粗品并回收铝。
② 。
③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液,调节pH约为5,过滤。
④ 。
⑤将Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中,蒸发浓缩、降温结晶,得到CoSO4·7H2O晶体。
三氯异氰尿酸(结构简式如图)是一种极强的氧化剂和氯化剂。
(1)利用三氯异氰尿酸水解产物中的氧化性物质X可消毒灭菌,X的分子式为 。
(2)“有效氯”含量指从KI中氧化出相同量的I2所需Cl2的质量与指定化合物的质量之比,常以百分数表示。为测定三氯异氰尿酸的“有效氯”含量,现称取某三氯异氰尿酸样品0.5680 g,加水、足量KI、硫酸,配制成100 mL待测液;准确量取25.00 mL待测液于碘量瓶中,用0.1500 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色时,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点(发生反应的方程式为:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI);重复测定2次,所得的相关数据如下表:
滴定序号 | 待测液体积/mL | 标准液滴定管起点读数/mL | 标准液滴定管终点读数/mL |
1 | 25.00 | 0.06 | 24.04 |
2 | 25.00 | 0.02 | 24.02 |
3 | 25.00 | 0.12 | 24.14 |
①滴定终点观察到的现象为 ;
②配制0.1500 mol·L-1 Na2S2O3溶液100 mL,所需Na2S2O3·5H2O的质量为 ;
③计算此样品的“有效氯”含量(写出计算过程)。
碘海醇是一种非离子型X-CT造影剂。下面是以化合物A(分子式为C8H10的苯的同系物)为原料合成碘海醇的合成路线[R-为-CH2CH(OH)CH2OH]:
(1)写出A的结构简式: 。
(2)反应①→⑤中,属于取代反应的是 (填序号)。
(3)写出C中含氧官能团的名称:硝基、 。
(4)写出同时满足下列条件的D的两种同分异构体的结构简式: 。
Ⅰ.含1个手性碳原子的α-氨基酸;
Ⅱ.苯环上有3个取代基,分子中有6种不同化学环境的氢;
Ⅲ.能发生银镜反应,水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应。
(5)已知:
①
②呈弱碱性,易被氧化
请写出以和(CH3CO)2O为原料制备染料中间体的合成路线流程图(无机试剂任用)。
合成路线流程图示例如下:H2C=CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰,并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO2,还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质):
(1)一定温度下,“脱硫浸锰”主要产物为MnSO4,该反应的化学方程式为 。
(2)“滤渣2”中主要成分的化学式为 。
(3)“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是 。
(4)“电解”时用惰性电极,阳极的电极反应式为 。
(5)“50℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为 。“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3,可能的原因是:使MnSO4充分转化为MnCO3; ; 。