氮化碳是化工行业新合成的一种硬度比金刚石还大的晶体材料,已知在此化合物中各元素均处于其最高或最低价态,据此推断:
(1)氮化碳的化学式可能是___________。
(2)氮化碳的晶体类型为________,该晶体中微粒间的作用力是________。
(3)氮化碳晶体可能还具有的性质或特点有________。
①熔点很高 ②可以导电 ③不存在单个分子 ④具有空间网状结构
(10分)铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。高温下可发生反应:
3FeS2+8O26SO2+Fe3O4
该过程中若有1.5mol FeS2参加反应,则反应过程中转移_____mol电子。
(2)氯化铁溶液显酸性,原因是___________________(用适当的文字和离子方程式解释),用惰性电极电解氯化铁溶液之初,阳极电极反应式为:____________________________________。
(3)高铁电池是一种新型二次电池,电解液为碱溶液,其反应式为:
放电时电池的负极反应式为____________________;充电时电解液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”之一)。
(8分)I.下列实验操作或对实验事实的描述中,正确的是________(填序号)。
①用量筒量取稀硫酸溶液8.0 mL;
②Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液的混合物可用过滤的方法分离;
③用湿润的pH试纸测量某溶液pH时,测量值可能比真实值小;
④用碱式滴定管量取KMnO4溶液20.50 mL;
⑤在实验室中用锌和稀硫酸反应制氢气,为加快反应速率而不影响H2的品质,可向溶液中加适量Cu(NO3)2晶体。
Ⅱ.将某98%的浓硫酸样品敞口露置于空气中,放置24 h后,取出5 mL浓硫酸与18 mL 9 mol·L-1的NaOH溶液恰好完全中和。请回答下列问题:
(1)该硫酸样品露置24 h后,其物质的量浓度是___________mol·L-1。
(2)若分别用下列方法鉴别浓硫酸和稀硫酸,可以达到目的的是____________(填序号)。
a.常温下加入铜片
b.常温下加入铁片
c.常温下加入木炭
d.用玻璃棒各蘸取少许涂在滤纸上
(3)工业上利用过量氨水吸收硫酸工业尾气中的有害物质,请写出该过程中发生的一个反应的离子方程式_____________________________________。
【化学—选修3物质结构与性质】
已知A、B、C、D四种短周期元素,它们的核电荷数依次增大。A与C原子的基态电子排布中L能层都有两个未成对电子,C、D同主族。 E、F都是第四周期元素,E原子的基态电子排布中有4个未成对电子,F原子除最外能层只有1个电子外,其余各能层均为全充满。根据以上信息填空:
(1)基态D原子中,电子占据的最高能层符号,该能层具有的原子轨道数为。
(2)E2+离子的价层电子排布图是,F原子的电子排布式是。
(3)A元素的最高价氧化物对应的水化物中心原子采取的轨道杂化方式为,B元素的气态氢化物的VSEPR模型为。
(4)化合物AC2、B2C和阴离子DAB-互为等电子体,它们结构相似,DAB-的电子式为。
(5)配合物甲的焰色反应呈紫色,其内界由中心离子E3+与配位体AB-构成,配位数为6,甲的水溶液可以用于实验室中E2+离子的定性检验,检验E2+离子的离子方程为。
(6)某种化合物由D,E,F三种元素组成,其晶胞如图所示,则其化学式为,该晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直,根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度d=g/cm3。(保留两位小数)
【化学—选修2:化学与技术】
近年来,为提高能源利用率,西方提出共生理念——为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。
(1)由于共生工程的应用,利用发电厂产生的SO2制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,该电池电动势为1.06V。实际过程中,将SO2通入电池的极(填“正”或“负”),负极反应式为;用这种方法处理SO2废气的优点是。
(2)以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下:
①生产中,向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是。
②下列有关说法正确的是(填序号)。
A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙 |
B.反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4+4C![]() |
C.反应IV需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解 |
D.反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥 |
③反应V中选用了40%的乙二醇溶液做溶剂,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是。
④(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式。
(15分)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l)ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆)(正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是______________________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)=;实验温度
T1T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验①实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,则Co2+在阳极的电极反应式为;除去甲醇的离子方程式为。