当氢原子的一个电子从第二能级跃迁到第一能级时,发射出光的波长是121.6 nm;当电子从第三能级跃迁到第二能级时,发射出光子的波长是656.3 nm。
试回答:
(1)哪一种光子的能量大?说明理由。
(2)求氢原子中电子的第三和第二能级的能量差及第二和第一能级的能量差。说明原子中的能量是否连续。
【改编】(16分)铁是地壳中含量第二的金属元素,其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
(一)(1)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为 ;腐蚀废液回收得到金属铜还需要的试剂为 。
(2)与明矾相似,硫酸铁也可用作絮凝剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是 。
(3)下表中,对陈述I、II及其有无因果关系的判断,都正确的是_____(填字母)
选项 |
陈述I |
陈述II |
判断 |
A |
铁是地壳中含量最高的金属元素 |
铁是人类最早使用的金属材料 |
I对;II对;有 |
B |
常温下铁与稀硫酸反应生成氢气 |
高温下氢气能还原氧化铁生成铁 |
I对;II对;无 |
C |
铁属于过渡金属元素 |
铁和铁的某些化合物可以用作催化剂 |
I错;II对;无 |
D |
铁在空气中表面生成致密氧化膜 |
可用铁罐储存运输浓硫酸、浓硝酸 |
I对;II对;有 |
(二)氮化铁磁粉是一种磁记录材料,利用氨气在4000C以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下:
已知:①某赤铁矿石含60.0% Fe2O3、3.6% FeO,还含有A12O3、MnO2、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下:
(4)步骤②中加双氧水的目的是 ,pH控制在3.4的作用是 。已知25°C时,,该温度下反应:Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+的平衡常数K= 。
(5)如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净?___________________________
(6)制备氮化铁磁粉的反应:(未配平),若整个过程中消耗氨气34.0 g,消耗赤铁矿石2 kg,设整个过程中无损耗,则氮化铁磁粉的化学式为 。
钨是我国丰产元素,也是熔点最高的金属,被誉为“光明使者”。用黑钨矿[FeWO4、MnWO4(W为+6价)]结合其它化工生产高纯钨的化工流程如下。已知H2WO4是不溶于水的弱酸,受热可分解生成氧化物。请回答下列有关问题:
(1)上述流程中通入空气的目的是 ;
(2)滤渣A与硫酸反应的离子方程式为 ;
(3)实验室用锌锰碱性电池作做电源模拟氯碱工业的装置如下图:
已知:锌锰碱性电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH,则锌锰碱性电池的锌电极应与装置中
电极 (填“A”或“B”)相接,气体Y为气体出口 (填“A”或“B”)出来的气体,为提高生产效率,电解开始时,从进料口B加入的物质为 ,写出锌锰碱性电池正极反应式 ;
(4)已知:单质碳也可与固体甲制得钨,用气体Y而不用单质碳的原因 ;
(5)将H2与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:
CH4 (g) + 2O2(g) CO2(g)+ 2H2O(1) ΔH1=-890.3 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g) H2O(1)ΔH2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是 。
“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式 。
已知:①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)ΔH=-41kJ·mol-1
②C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73kJ·mol-1
③2CO(g)C(s)+CO2(g)ΔH=-171kJ·mol-1
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如下左图:
①在其他条件不变时,请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2) / n(CO2)]变化的曲线图。
②某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 ;
A.P3>P2,T3>T2 B.P1>P3,T1>T3
C.P2>P4,T4>T2D.P1>P4,T2>T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 ;
A.正反应速率先增大后减小
B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大
D.反应物的体积百分含量增大
E.混合气体的密度减小
F.氢气的转化率减小
(3)最近科学家再次提出“绿色化学”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池,写出以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池负极反应式__ 。以此燃料电池作为外接电源按图所示电解硫酸铜溶液,如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是 ;若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入 (填物质名称),其质量约为 g。
【改编】雾霾含有大量的污染物SO2、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
(1)装置Ⅰ的目的是 。
(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数X(i)与溶液pH的关系如图所示。
①若是0.1molNaOH反应后的溶液,测得溶液的pH=4时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序是 。
②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因: 。
(3)写出装置Ⅱ中,酸性条件下反应的离子方程式 , 。
(4)装置Ⅲ中阴极反应方程式为 ;阳极使Ce4+再生,其原理如图所示。生成Ce4+从电解槽的 (填字母序号)口流出。
(5)若进入装置Ⅳ的溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
在一定体积的密闭容器中,进行如下反应:A(g)B(g)+C(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示:
toC |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应化学平衡常数的表达式:K= 。
(2)在下图中用实线画出该反应的能量变化曲线,同时在此基础上用虚线画出加入催化剂后的能量变化曲线。
(3)一定温度和体积下,下列说法中能说明该反应达平衡状态的是 。
①容器内压强不变
②混合气体中c(C)不变
③混合气体的密度不变
④v(A)=v(B)
⑤化学平衡常数K不变
⑥混合气体平均式量不变
(4)反应时间(t)与容器内气体A的浓度数据见下表
时间t/min |
0 |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
20 |
C(A)/(mol·L-1) |
10.4 |
8.6 |
7.5 |
6.6 |
5.9 |
5.5 |
5.5 |
回答下列问题:
①2~4min内,B的平均速率为 。
②反应达平衡时,A的转化率为 。
③欲提高A韵平衡转化率,可以采取的措施有 。