1、用图示装置及药品制备有关气体,其中能达到实验目的的是( )
选项 | A | B | C | D |
装置及药品 | ||||
实验目的 | 制H2S | 制氨气 | 制NO2 | 制氯气 |
A.A
B.B
C.C
D.D
2、氢氟酸可用于半导体工业,也常用来蚀刻玻璃,其刻蚀反应原理如下:6HF + Na2SiO3 =2NaF + SiF4↑+ 3H2O完成下列填空:
(1)根据HF的________(选填编号)大于H2O,可推断氟元素的非金属性强于氧元素。
A.酸性 B.熔沸点 C.稳定性 D.键的极性
(2)SiF4与甲烷结构相似,SiF4是含___键的_____分子(均选填“极性”或“非极性”)。刻蚀反应中的三种元素可组成同时含离子键和共价键的化合物,该化合物的电子式为__________。
(3)Si原子核外电子有_____种不同能量的电子,其中最高能量的电子处于______轨道。
(4)在相同条件下,Na2SiO3、CaSiO3分别与等浓度等体积的氢氟酸反应,两个反应原理相似,但前者的反应速率明显大于后者。原因是__________________________。
(5)同浓度的H2SO3和HF两溶液的pH为:H2SO3_____HF(选填“>”或“<”)。浓度均为0.01 mol/L 的H2SO3和HF的1L混合溶液中,通入0.02 mol NH3充分反应后,SO32-、HSO3-、F-、NH4+浓度从大到小的顺序为:____________________。
已知:H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7 HF Ki=6.8×10-4 NH3·H2O Ki=1.8×10-5
3、铁元素不仅可以与SCN-、CN-等离子形成配合物,还可以与CO、NO等分子以及许多有机试剂形成配合物.回答下列问题:
(1)基态铁原子有_____________个未成对电子;
(2)CN-有毒,含CN-的工业废水必须处理,用TiO2作光催化剂可将废水中的CN-转化为OCN-,并最终氧化为N2、CO2
①C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_____________;
②1molFe(CN)32-中含有σ键的数目为_____________;
③铁与CO形成的配合物Fe(CO)3的熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于CCl4,据此可以判断Fe(CO)3晶体属于_____________(填晶体类型)
(3)乙二胺四乙酸能和Fe2+形成稳定的水溶性配合物乙二胺四乙酸铁钠,原理如图1:
①乙二胺四乙酸中碳原子的杂化轨道类型是_____________;
②乙二胺(H2NCH2CH2NH2)和三甲胺[N(CH3)2]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是_____________;
(4)铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构,其晶胞可看成由8个小体心立方结构堆砌而成,小立方体如图2所示,则该合金的化学式为_____________,已知小立方体边长为acm,此铁铝合金的密度为_____________g•cm-3。
4、金矿提金采用氰化工艺,产生的含氰废水需处理后才能排放。
(1)氰化工艺中,金溶解于NaCN溶液生成。
①1000℃时,CH4、NH3和O2在催化剂作用下可转化为HCN,HCN与NaOH反应可制得NaCN。生成HCN的化学方程式为_______。
②1 mol含有σ键的数目为_______。
(2)用H2O2溶液处理含氰废水,使有毒的转化为
、
等。
①该反应的离子方程式为_______。
②Cu2+可作为上述反应的催化剂。其他条件相同时,总氰化物(、HCN等)去除率随溶液初始pH变化如图1所示。当溶液初始pH>10时,总氰化物去除率下降的原因可能是_______。
(3)用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)/空气法处理含氰废水的部分机理如下,其中[O]代表活性氧原子:、
、
。其他条件相同时,总氰化物去除事随Na2S2O5,初始浓度
变化如图2所示。当
时,总氰化物去除率下降的原因可能是_______。
5、箱中微粒:多烯
量子力学中,π电子沿碳原子中性共轭链的移动可以仿照“ 箱中微粒”的方法。π电子的能量在下面的方程中给出:,n是量子数(n= 1, 2, 3,…。),h是Planck's常数,m是电子质量,L是势箱的长度,并可近似地用L=(k+ 2) ×1.40 Å (k是分子碳链上共轭双键的数目)表示。适当波长λ 的光子可使π电子从最高占据轨道(HOMO)到最低未占据轨道(LUMO)。一个近似的半经验公式基于这个模型,将波长λ,双键数目k与常数B用下列关系式联系起来:
λ (nm)=B×等式1
(1).用这个半经验公式,取B= 65.01 nm,计算辛四烯(CH2= CH- CH=CH- CH= CH- CH = CH2)的波长λ (nm)___________。
(2).推导等式1(电子从HOMO转移到LUMO对应波长λ(nm)的表达式),用k与基本常数表示。并以此计算常数Bcalc的理论值___________。
(3).我们想合成一个线型多烯,在激发电子从HOMO到LUMO时需要吸收大概600nm的光子。用你第二部分的表达式,确定多烯中共轭双键数(k)并给出它的结构___________。[如果你没有做出第二部分,用半经验公式等式1,取B= 65.01 nm来完成第三部分。]
(4).对于第三部分得到的多烯分子,计算HOMO与LUMO之间的能量差△E,(kJ·mol-1)。如果第三部分未解决,取k= 5解决这个问题。
(5).粒子在一维势箱中的模型可被扩展到三维长方体势箱中,长宽高为Lx、Ly与Lz。得到下列允许能级的表达式:
三个量子数nx,ny与nz必须为整数且相互独立。
①给出三个不同的最低能量的表达式,假定为边长L的立方势箱___________。
②能级的能量相同称为简并。画出草图展示所有能量的能级,包括所有简并能级,立方势箱对应的量子数取1或2___________。
6、金是一种贵重金属,抗腐蚀,是延展性最好的金属之一。负载型金纳米材料在催化动态催化理论、光学、电子学等方面有重要作用。
Ⅰ.金的结构
(1)金元素位于元素周期表第6周期ⅠB族,金的价电子排布式为_______。
(2)金晶体的晶胞为面心立方晶胞,Au在晶胞中的配位数是_______。
Ⅱ.金的提取
硫脲()液相提金原理:
(3)硫脲易溶于水,原因是_______。
Ⅲ.金的应用
一种最稳定的负载型纳米金团簇,具有最完美的对称性,其结构如图所示:
(4)该金团簇的化学式为_______(填字母)。
a.Au b. c.
(5)该金团簇中有_______种不同化学环境的金原子。
7、氧的常见氢化物有H2O与H2O2。
(1)纯净H2O2为浅蓝色粘稠液体,除相对分子质量的影响外,其沸点(423K)明显高于水的原因为_______。
(2) H2O2既有氧化性也有还原性,写出一个离子方程式其中H2O2在反应中仅体现还原性_______。
8、研究人员将Cu与Cu2O的混合物ag,用足量的稀H2SO4充分反应后,剩余固体质量为bg。
已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
(1)混合物中n(Cu2O)=________mol(用含a、b的最简式表示)
(2)若将ag混合物在空气中加热生成CuO,则m(CuO)=_______g(用含a、b的最简式表示)
9、铝、锌、铁在人类生产和生活中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Fe2+电子排布式为___,Zn的基态原子能级最高的电子的电子云轮廓图形状为___。
(2)已知Al的第一电离能为578kJ·mol-1、Mg的第一电离能为740kJ·mol-1,请解释Mg的第一电离能比Al大的原因___。
(3)Zn2+可形成[Zn(NH3)6]SO4络合物,1mol[Zn(NH3)6]2+配离子中含σ键___mol,其阴离子中心原子的杂化方式是___,NH3的沸点高于PH3的原因是___。
(4)已知Zn2+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示:
离子 | Sc3+ | Cr3+ | Fe2+ | Zn2+ |
水合离子的颜色 | 无色 | 绿色 | 浅绿色 | 无色 |
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因:___。
(5)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为___,其中Fe的配位数为___。
(6)Fe和N可组成一种过渡金属氮化物,其晶胞如图所示。六棱柱底边边长为xcm,高为ycm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞的密度为___g·cm-3(列出计算式即可)。
10、硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常见的分析试剂和还原剂,常温下为无色晶体,易溶于水,遇酸反应。某学习小组在实验室制备Na2S2O3并探究其性质。回答下列问题:
实验I:利用高温加热绿矾(FeSO4•7H2O)生成的SO2气体制备Na2S2O3的实验装置如图所示。
已知:i.2FeSO4•7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑;
ii.2Na2S+2Na2CO3+4SO2+H2O=3Na2S2O3+2NaHCO3;
iii.Na2S和Na2CO3的混合溶液用煮沸过的蒸馏水配制。
(1)依据FeSO4•7H2O的结构示意图
①比较键角H2O_____SO(填“>”“<”或“=”)。
②FeSO4•7H2O晶体中含有的化学键为_____(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.氢键 d.配位键
(2)实验过程的操作步骤包括:
a.检查装置气密性,加入药品
b.在m处连接盛有NaOH溶液的容器,关闭活塞K3,打开活塞K1、K2通入一段时间N2
c.打开活塞K1、K2,关闭活塞K3,通入一段时间N2
d.C装置溶液pH约为8时停止加热
e.关闭活塞K1、K2,打开活塞K3,加热绿矾
f.将锥形瓶中溶液进行一系列操作,得到纯净的Na2S2O3晶体
①以上步骤按先后顺序的正确排序为a→______→f(填标号)。
②B装置中使用冰水浴的作用是_____。
③C装置溶液pH约为8时停止加热的原因是_____。
实验Ⅱ:探究Na2S2O3的性质
小组同学查阅资料获得信息:Na2S2O3中硫元素的化合价分别为-2价和+6价。
实验步骤:用实验I获得的Na2S2O3晶体配制0.2mol/LNa2S2O3溶液,取出4mL,向溶液中加入1mL饱和氯水(pH=2.4),溶液立即出现浑浊,对溶液出现浑浊的原因提出假设。
假设1:氯水中Cl2氧化了Na2S2O3中的-2价硫生成S单质
假设2:Na2S2O3在酸性(H+)条件下反应生成S单质
(3)实验验证:a、b试管均盛有4mL0.2mol/LNa2S2O3溶液,操作如图所示。
①向试管b中滴加的试剂应为______。
②依据现象分析,出现浑浊的主要原因是_____(用离子方程式表示)。
11、双氧水是重要的化学试剂。
(1)一定条件下,O2得电子转化为超氧自由基(·O),并实现如下图所示的转化:
①是________(填“氧化”或“还原”)反应。
②写出图示转化总反应的化学方程式:________。
(2) K2Cr2O7酸性条件下与H2O2反应生成CrO5,反应为非氧化还原反应。据此分析,CrO5中-2价O与-1价O的数目比为________。
(3) H2O2可用于测定酒精饮料中乙醇的含量。现有20.00 mL某鸡尾酒,将其中CH3CH2OH蒸出并通入17.0 mL 0.200 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液(H2SO4酸化)中,发生反应:K2Cr2O7+C2H5OH+H2SO4―→Cr2(SO4)3+CH3COOH+K2SO4+H2O(未配平)
再用0.400 0 mol·L-1的双氧水滴定反应后所得的混合液,用去19.00 mL双氧水,滴定过程中发生如下反应:
反应1:4H2O2+K2Cr2O7+H2SO4===K2SO4+2CrO5+5H2O
反应2:H2O2+CH3COOH===CH3COOOH+H2O
则该鸡尾酒中CH3CH2OH的物质的量浓度为________mol·L-1(写出计算过程)。
12、氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱镁矿石的主要的成分是,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素;
②相关金属离子[]形成氢氧化物沉淀时的pH如下:
金属离子 | ||||||
开始沉淀的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
③常温下,、
的溶度积分别为
、
。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_______。
(2)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入,将
氧化为
,反应的离子方程式为_______。然后调节溶液pH使
、
沉淀完全,此时溶液的pH范围为_______。再加入
沉淀
、
,当
时,
_______
。
(3)流程中能循环利用的固态物质是_______。
(4)某种含Zn、Mn特殊材料的晶胞结构如图所示,该物质的化学式为_______。若该晶体的密度为,则晶体中相邻N之间的最短距离为_______nm(列出计算式,
为阿伏加德罗常数的值)。
13、高铁酸钾是一种紫黑色固体,在碱性、低温条件下较稳定,在中性或酸性溶液中易发生反应,能释放大量的氧气,同时自身被还原产生一种絮凝剂,因此成为一种集氧化、吸附、杀菌、脱色、除臭为一体的高效绿色水处理剂。
I.制备
(1)写出高铁酸钾溶于水中发生反应的离子方程式_______。
(2)①中合成的离子方程式是_______。
(3)①中合成时,相同时间内产率受温度影响记录如图,产率曲线产生如图变化的可能原因是_______。
(4)操作②的目的是_______。
(5)已知高铁酸根在苛性钠溶液中的溶解度大于在苛性钾溶液中,则步骤⑤、⑥选择的试剂分别可能是_______。
A.饱和溶液、一定浓度的
溶液
B.一定浓度的溶液、饱和
溶液
C.饱和溶液、饱和
溶液
D.一定浓度的溶液、饱和
溶液
II.产品纯度测定,可采用亚铬酸盐滴定法,滴定时有关反应的离子方程式为:
①
②
③
(6)写出基态的价电子排布式_______。
(7)现称取(摩尔质量为
)粗产品溶于过量的碱性亚铬酸盐
溶液中,充分反应后过滤,滤液在
容量瓶中定容。每次取
于锥形瓶中加入稀硫酸酸化,用
标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液
。该粗产品中
的质量分数为_______(用含a、c、V、M的代数式表示)。若滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗,则测得的结果_______(填“偏高”偏低”或“无影响”)。
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