(物质结构与性质)黑火药是我国古代的四大发明之一。黑火药爆炸时发生的反应为:
2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。回答下列问题:
(1)基态钾原子的核外电子排布式为____________,第一电离能:K____________(填“>”或“<”)Na。
(2)NO3-的空间构型为_____________。
(3)固态硫易溶于CS2,熔点为112℃,沸点为444.8℃。其分子结构为,S8中硫原子的杂化轨道类型是____________,S8分子中至多有________个硫原子处于同一平面。
(4)N2分子中σ键与π键的个数比为___________,,N2的沸点比CO的沸点__________(填“高”或“低”)。
(5)K2S的晶胞结构如图所示。其中K+的配位数为_____________,S2-的配位数为__________;若晶胞中距离最近的两个S2-核间距为acm,则K2S晶体的密度为__________g·cm-3(列出计算式,不必计算出结果)。
γ-Fe2O3在磁性、催化、气敏等方面用途非常广泛,以硫铁矿烧渣(含Fe2O3、SiO2、CaO、Al2O3等)为原料生产γ-Fe2O3的流程如下:
(1)“还原焙烧”时,焦炭的作用是______________,起还原作用的主要物质是__________(填化学式)。
(2)“浸取”时,为提高铁的浸取率,可采取的措施除粉碎焙烧后的熔体、适当增大硫酸的用量外,还可采取的措施有______________(任写一条)。
(3)“过滤”前,将溶液的pH调至5~5.5的目的是将Al3+转化为___________(填化学式)。
(4)“缓慢干燥”生成铁黄的化学方程式为_____________。
(5)经上述流程制得的γ-Fe2O3中含有少量FeO和Al2O3杂质,某课题小组称取8.1380gγ-Fe2O3样品,溶于100mL2.00mol/LH2SO4溶液中,完全溶解后加入过量H2O2溶液,然后加入1.00mol/L的NaOH溶液,生成固体的质量与加入NaOH溶液体积的关系如图,则该样品中γ-Fe2O3的百分含量为___________(百分数保留到小数点后两位)。
某地今年启动11项工程治理氮磷污染,以保护空气环境和饮用水源。下面是有关氮污染防治及处理方法。据此回答下列问题:
(1)已知CO可将NO转化为N2,某研究小组在实验室研究反应条件对NO转化率的影响。
①由图1可知CO的百分含量越高,NO的转化率越______________(填“高”或“低”)。
②当时,NO的转化率随温度的变化如图2所示,则应控制反应的最佳温度在___________左右。
(2)在催化剂存在的条件下,用H2将NO还原为N2。已知:
则氢气和一氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式是___________________。
(3)氨气一氮氧化物燃料电池可用于处理氮氧化物,防止空气污染,其装置如图所示。通入氨气的电极为_____________(填“正极”或“负极”)。负极的电极反应式为_______________。
硫酸锰(MnSO4·H2O)是一种粉色晶体,易溶于水,不溶于乙醇,是重要的微量元素肥料之一,可促进多种经济作物生长从而增加其产量。甲、乙两组同学拟制取硫酸锰并探究其性质。
(1)甲组同学拟制备MnSO4·H2O。
首先称取5.0gMnO2于200mL烧杯中,加入12.00mL6.00mol/L硫酸和6.00mLH2O。然后再称取8.0g草酸晶体[H2C2O4·2H2O],将溶液稍加热后,在搅拌下缓慢向烧杯中分批加入草酸晶体粉末。待充分反应后过滤得到浅粉色溶液,将溶液蒸发浓缩,加入适量乙醇冷却结晶,干燥后得MnSO4·H2O。
①实验中配制100mL6.00mol/L硫酸时,需要的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和____________。
②在上述过程中,若MnO2的转化率为97.44%,则最终得到MnSO4·H2O晶体的质量为____________g。
(2)乙组同学拟研究硫酸锰的高温分解产物,用下图装置测量生成的Mn3O4、SO2、SO3及水蒸气。
①装置正确的连接顺序为_________________(按气流方向,填装置序号)。
②实验自始至终均需通入N2,其目的是______________。
③若起始时,在装置Ⅱ中加入MnSO4·H2O50.7g,充分反应后,测得装置Ⅲ增重6.4g,则MnSO4·H2O分解的化学方程式为________________________。
某班同学用如下实验探究过氧化氢的性质。回答下列问题:
(1)甲组同学拟配制5%的H2O2溶液,他们先从文献查得H2O2的稳定性与pH的关系如图所示。则配制H2O2溶液时应滴入几滴_____________(填“稀硫酸”或“氨水”)。
(2)乙组同学向一支试管中加入2mLFeCl2溶液,再滴入几滴甲组同学配制的H2O2溶液,最后滴人KSCN溶液,溶液变红,H2O2与Fe2+发生反应的离子方程式为_________________;另取一支试管,向其中加入SO2与BaCl2混合溶液2mL,再滴入几滴5%的H2O2溶液,现象是_____________。
(3)丙组同学取2mLKMnO4溶液于试管中,向其中滴几滴5%的H2O2溶液,发现溶液逐渐褪色,该反应中的还原剂是____________(填化学式)。
(4)丁组同学向一支试管中加入2mL5%的H2O2溶液、0.5mL乙醚、1mLlmol/LH2SO4溶液和3~4滴0.5mol/LK2Cr2O7溶液,发现上层乙醚层为蓝色(CrO5的乙醚溶液),一段时间后上层蓝色消失。
①乙醚的主要作用是____________。
②开始时,H2O2溶液与K2Cr2O7酸性溶液反应生成CrO5,该反应属于____________(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应。
③一段时间后,乙醚层中的CrO5与水相中的H+作用生成Cr3+并产生无色气泡,从而使蓝色逐渐消失,该反应的离子方程式为____________________。
砷(As)及其化合物可用于制半导体及除草剂等。回答下列问题:
(1)砷是氮的同族元素,比氮多2个电子层,砷在周期表中的位置为第__________周期___________族;AsH3的热稳定性比NH3___________(填“强”或“弱”)。砷在自然界中丰度最大的核素的中子数为40,该核素为______________(用元素符号表示)。
(2)砷化镓是常见的半导体材料,Ga与As同周期,镓最外层有3个电子,砷化镓的化学式为____________。
(3)某工业废水中含有少量的As2O3,向该废水中通入硫化氢可将其转化为更难溶的As2S3,该反应的化学方程式为__________________。