下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容,请你选择其中一题作答,如果两题全做,则按A题评分。
A.【物质结构与性质】
1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
⑴科学家通过X射线探明,NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似,其中三种晶体晶格能数据如下表:
晶体 |
NaCl |
KCl |
CaO |
晶格能/(kJ·mol-1) |
786 |
715 |
3 401 |
4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是 ▲ 。
⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可简单表示如下,其中配位键和氢键均采用虚线表示。
①写出基态Cu原子的核外电子排布式 ▲ ;金属铜采用下列 ▲ (填字母代号)堆积方式。
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A B C D
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来) ▲ 。
③水分子间存在氢键,请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响 ▲ 。
④SO42-的空间构型是 ▲ 。
B.【实验化学】
硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,又名莫尔盐,是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。
步骤一:铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na2CO3溶液,加热,过滤、洗涤、干燥、称量,质量记为m1。
步骤二:FeSO4的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H2SO4中,充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重,质量记为m2。
步骤三:硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH4)2SO4加入“步骤二”中的蒸发皿中,缓缓加热一段时间后停止,冷却,待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥,称量所得晶体质量。
步骤四:用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。
回答下列问题:
⑴步骤三中称取的(NH4)2SO4质量为 ▲ 。
⑵①铁屑用Na2CO3溶液处理的目的是 ▲ 。制备FeSO4溶液时,用右图装置趁热过滤,原因是 ▲ 。
②将(NH4)2SO4与FeSO4混合后加热、浓缩,停止加热的时机是 ▲ 。
③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为:Fe3+标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外,还应注意的问题是 ▲ 。
④该实验最终通过 ▲ 确定硫酸亚铁铵产品等级。
写出铁和水蒸气反应的化学方程式,用单线桥标出电子转移的方向和数目。
电解原理在化学工业中有广泛应用。如图示,是一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①电解池中X极上的电极反应式是:
______________________________________________________
在X极附近观察到的现象是:_____________________________
______________________________________________________
②Y电极上的电极反应式是:_____________________________
检验该电极反应产物的方法是:___________________________
_____________________________________________________。
总反应化学方程式是:_____________________________________。
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则:
①X电极的材料是_________。②Y电极的材料是_________。
(3)若要在铁钉表面镀铜,则电解液a选用_______________,X电极的材料是____________,Y电极的材料是_________________。
火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为。
(2)又已知H2O(l) = H2O(g)ΔH= +44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点.
(1)常温下,0.05mol/L硫酸溶液中,c(H+)=mol/L,pH值为,水电离的c(H+)=mol/L
(2)已知下列物质在20 ℃下的Ksp如下:
化学式 |
AgCl |
AgBr |
AgI |
颜色 |
白色 |
浅黄色 |
黄色 |
Ksp |
2.0×10-10 |
5.4×10-13 |
8.3×10-17 |
①20℃时,上述三种银盐的饱和溶液中,Ag+物质的量浓度由大到小的顺序是:
。
②向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,c(Br-)/c(Cl-)=。
(3)物质的量浓度相同的①氨水、②氯化铵、③碳酸氢铵、④硫酸氢铵、⑤硫酸铵5种溶液中,c(NH)的大小顺序是(填序号)。
(4)浓度均为0.1mol/L的8种溶液 ① HNO3② H2SO4③ CH3COOH
④ Ba(OH)2⑤ NaOH ⑥ CH3COONa ⑦ KCl ⑧ NH4Cl,溶液PH由大到小的顺序是(填写编号)
(5)将AlCl3溶于水后,经加热蒸发、蒸干,灼烧,最后所得白色固体的主要成分是________。
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=" -92.4KJ/mol" ,据此回答以下问题:
(1)下列有关该反应速率的叙述,正确的是(选填序号)。
a.升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率
b.增大压强不能增大活化分子百分数,所以不可以加快反应速率
c.使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高,加快反应速率
d.在质量一定的情况下,催化剂颗粒的表面积大小,对反应速率有显著影响
(2)①该反应的化学平衡常数表达式为K=_______________________。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越_____ 。
(3)某温度下,若把10 mol N2与30 mol H2置于体积为10 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得平衡混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K=___________(可用分数表示)。能说明该反应达到化学平衡状态的是_________(填字母)。
a.容器内的密度保持不变 b.容器内压强保持不变
c.υ正(N2)=2υ逆(NH3) d.混合气体中 c(NH3)不变