(l2分)铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。
(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:
3CO(g)+
Fe2O3(s) ⇌ 2Fe(s) +3CO2(g)
该温度下,在2L盛有
粉末的密闭容器中通入CO气体,10min后,生成了单
质铁11.2g。则10min内CO的平均反应速率为
(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态:
① ②
(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)
和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是 。
(4)写出氢氧化铝在水中发生电离的电离方程式:
欲使上述体系中
浓度增加,可加入的物质是 。
绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药。某学校的化学兴趣小组的同学对绿矾进行了如下的探究:
(一)FeSO4•7H2O的制备
该化学兴趣小组的同学在实验室通过如下实验由废铁屑(含少量氧化铜、氧化铁等杂质)制备FeSO4•7H2O晶体:
①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用水洗涤2~3遍。
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50~80℃之间至铁屑耗尽;
③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;
④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干;
⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存。
请回答下列问题:
(1)实验步骤①的目的是 。
(2)实验步骤②明显不合理,理由是 。
(3)为了洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质,实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,原因是 。
(二)探究绿矾(FeSO4·7H2O)热分解的产物
已知SO3的熔点是16.8°C,沸点是44.8°C,该小组设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
【实验过程】
①仪器连接后,检查装置A与B气密性;
②取一定量绿矾固体置于A中,通入N2以驱尽装置内的空气,关闭k,用酒精灯加热硬质玻璃管;
③观察到A 中固体逐渐变红棕色,B中试管收集到无色液体,C中溶液褪色;
④待A中反应完全并冷却至室温后,取少量反应后固体于试管中,加入硫酸溶解,取少量滴入几滴KSCN溶液,溶液变红色;
⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl2溶液,溶液变浑浊。
(4)实验结果分析
结论1:B中收集到的液体是 ;
结论2:C中溶液褪色,可推知产物中有 ;
结论3:综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe2O3。
【实验反思】
(5)请指出该小组设计的实验装置的明显不足: 。
(6)分解后的固体中可能含有少量FeO,取上述实验④中盐酸溶解后的溶液少许于试管中,选用一种试剂鉴别,该试剂最合适的是 。
a.氯水和KSCN溶液b.酸性KMnO4溶液
c.H2O2d.NaOH溶液
X、Y、Z、W为四种短周期元素且原子序数依次增大。X原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;Y原子核外电子有8种不同的运动状态;Z、W原子最外层电子数之和是X原子最外层电子数的2倍。用相应的元素符号及化学用语回答下列有关问题:
(1)元素X的基态原子价层电子排布图___________________________。
由X2H6、O2、KOH溶液组成的燃料电池中,负极上发生的电极反应为 。
(2)若W是第三周期中电负性最大的元素。
①W的单质与强碱溶液反应的离子方程式为: ;
②由Z和Y可构成具有漂白作用的化合物,其电子式为: 。
③Z的最高价氧化物对应水化物能与XY2形成,通过控制反应物的物质的量之比,可以得到不同的产物,相同条件下,在水中溶解度较小的产物是 (写化学式)。
(3)若W的单质为淡黄色固体,且W与X可形成化合物XW2。
①XW2为 (填“极性”或“非极性”)分子;
②Z的单质在XY2气体中燃烧的现象为 。
(4)若W的一种单质分子为正四面结构,可用于制造燃烧弹和烟幕弹等。则31g该单质分子中含共价单键为 mol;某种Z—Fe合金的晶胞如图所示,该合金的化学式为 。若晶胞的边长为a nm,则合金的密度为 g• cm-3
是一种医药中间体,常用来制备抗凝血药,可通过下列路线合成:
(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A的结构简式是 。
(2)B→C的反应类型是 。
(3)E的结构简式是 。
(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式 。
(5)下列关于G的说法正确的是 。
a.能与溴单质反应
b. 能与金属钠反应
c. 1molG最多能和3mol氢气反应
d. 分子式是C9H6O3
(6)D的一种同分异构体能水解且苯环上的一元取代产物只有2种,写出其结构简式 。
X、Y、Z、Q、R、W为周期表中前四周期的元素,其原子序数依次增大。已知:X的基态原子核外电子有6种运动状态,Y的气态氢化物水溶液呈碱性,Z元素基态原子的s能级与p能级上的电子数相等,Q的一种核素质量数为37,中子数为20,R2+与Z—具有相同的核外电子排布,W原子核外最外层只有1个电子,其余各层均充满电子。回答下列问题:
(1)W在周期表中位于 区,其基态原子价电子排布式为 。
(2)X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为___ _(用元素符号表示)。
(3)Y、Q两种元素可形成YQ3形化合物,其中心原子杂化方式为 ,分子的空间构型为 。
(4)Y的氢化物易溶解在Z的氢化物中,其原因是 。
(5)已知YZ2+写XZ2互为等电子体,写出YZ2+的电子式 。
(6)Y的一种液态氢化物(Y2H4)与液态Y2Z4发生反应生成Y2(g)和H2Z(l):反应 中若形成1molπ键放热a KJ,写出该反应的热化学方程式 。
(7)RX2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图示),但RX2晶体中哑铃形X22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。RX2晶体中1个R2+周围距离最近的X22-数目为 。
氮是一种非常重要的元素,氨和肼(N2H4)是氮的两种常见化合物,在科学技术和生产中有重要的应用。
Ⅰ.(1)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 。
(2)肼是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,写出肼燃烧的热化学方程式 。
Ⅱ.氨的合成是最重要的化工生产之一。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1在3个体积均为2L的密闭容器中,在相同的温度下,使用相同的催化剂合成氨,实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示:
试回答:
(1)下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是______________(填写序号字母)。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)分析上表数据,下列关系正确的是_________(填写序号字母)。
A.2c1>1.5mol·L-1 | B.w3=w1 |
C.2ρ1=ρ2 | D.K甲= K乙= K丙 |
(3)容器乙中反应从开始到达平衡平均速率为v(H2)= _____________。
III.直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式是4NH3+3O2=2N2+6H2O,电解质溶液一般使用KOH溶液,则负极电极反应式是__________ 。