材料是科学技术进步的关键,是科学技术和社会发展的物质基础。材料的发展不仅影响了人类的昨天和今天,而且还将影响到人类的明天。请回答以下与材料有关的问题。
(1)无机非金属材料。单晶硅是一种比较活泼的非金属元素,是晶体材料的重要组成部分,处于新材料发展的前沿。其主要用途是用做半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。单晶硅的制备方法如下:
①写出步骤①的化学方程式:______________________。
②已知以下几种物质的沸点:
物质 |
SiHCl3 |
SiCl4 |
HCl |
沸点 |
33.0 ℃ |
57.6 ℃ |
-84.7 ℃ |
在步骤②中提纯SiHCl3所进行的主要操作的名称是________。
(2)金属材料。金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金和特种金属材料等。
①下列物质中不属于合金的是( )。
A.钢铁 B.青铜 C.硬铝 D.水银
②铜器制品常因接触空气中的O2、CO2和H2O而易生成铜锈。试写出保护铜制品的方法:___________________________________________________。
(3)纳米材料,胶体粒子的直径大约是________,与纳米材料的尺寸相当。实验室制取Fe(OH)3胶体溶液的方法是_________________________________,
用________方法消除胶体中的浑浊,根据________现象证明胶体已经制成。实验中必须要用蒸馏水,而不能用自来水,其原因是____________________。
(4)磁性材料。某磁性粉末材料是一种复合型氧化物,为测定其组成,现称取6.26 g样品,将其全部溶于过量稀HNO3,加入过量Na2SO4溶液,生成4.66 g白色沉淀、过滤、在滤液中加入过量NaOH溶液,生成红褐色沉淀,将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20 g固体。①该磁性粉末中氧元素的质量分数为________;②该材料的化学式为________。
【改编】(10分)有机玻璃(PMMA)成分为聚甲基丙烯酸甲酯,因其透光性好、性能优良、价格低廉,广泛应用于商业,轻工、建筑、化工等方面,甚至人工角膜也是有机玻璃。其单体的结构和工业合成路线如图所示。
已知:(1)
(2)
请回答下列问题:
(1)写出B中官能团名称 ,PMMA的结构简式 。
(2)判断D→E的反应类型 。
(3)写出E+F→G的化学反应方程式 。
(4)写出C的一种能与新制氢氧化铜反应的同分异构体 。
【改编】[化学一选修5:有机化学基础)芳香族化合物水杨酸、冬青油、阿司匹林都是常用西药。它们的结构简式如下表:
(1)水杨酸分子中式量较大的含氧官能团名称是 。
(2)水杨酸在浓硫酸催化作用下与乙酸酐(CH3C0)20反应生成阿司匹林,反应的化学方程 。
(3)水杨酸在一定条件下可以聚合成高分子化合物聚水杨酸,聚水杨酸的结构简式为: 。
(4)写出冬青油的一种同分异构体结构简式:_____________________
异构体符合以下条件:
①芳香族化合物;
②苯环上一个氢原子被氯取代,有两种可能的产物;
③在足量氢氧化钠溶液中充分反应消耗等物质的量氢氧化钠。
(5)阿司匹林晶体中残留少量的水杨酸,可用______________(填试剂名称)检验.
实验室利用阿司匹林和水杨酸在乙酸乙酯中溶解度的差异,用结晶法提纯阿司匹林,请完成以下实验操作步骤:
①用少量热的乙酸乙酯溶解晶体.②________③经_____________操作得到纯净的阿司匹林晶体。
(6)效更佳的长效缓释阿司匹林()在人体内可缓慢释放出阿司匹林分子,反应的化学方程式为 ,反应类型为 。
【化学-选修3:物质结构与性质】
I.用Cr3+掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料,氮化铝(其晶胞如图1所示)可由氯化铝与氨经气相反应制得。
(1)基态Cr的价电子排布式可表示为__________。
(2)氮化铝的化学式为__________,距离铝原子最近且距离相等的氮原子数目为__________个。
(3)氯化铝易升华,其双聚物Al2Cl6结构如图2所示,在Al2Cl6中存在的化学键有_______________.
Ⅱ.(4)科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如下图所示)。已知该分子中N-N-N键角都是108.1,下列有关N(NO2)3的说法正确的是
A.该物质中氮元素有两种不同的化合价
b.该物质可以归类于亚硝酸盐类化合物
c.该分子中的4个氮原子构成正四面体
d.该分子中氮原子的化学环境各不相同
(5)AlCl3在下述反应中作催化剂,分子③中碳原子的杂化类型为_____
(12分)汽车尾气中CO、NOx 以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
(1)装置Ⅰ中,NaOH溶液吸收SO2也可生成Na2SO3和NaHSO3的混合溶液
①写出NaOH溶液吸收SO2生成等物质的量的Na2SO3和NaHSO3混合溶液时总反应的离子方程式 。
②已知混合液pH随:n(
)变化关系如下表:
![]() |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
![]() |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
当混合液中时,c(Na+) c(HSO3-)+ 2c(SO32-)(填“>”“=”或“<”)
(2)装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce4+ 氧化的产物主要是NO3- 、NO2- ,写出只生成NO2-的离子方程式 ;
(3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示。
①生成的Ce4+从电解槽的 (填字母序号)口流出;
②生成S2O42 - 的电极反应式为 ;
(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2- 的浓度为a g·L- 1 ,要使1m3该溶液中的NO2- 完全转化为NO3-,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2 L。(用含a代数式表示)
【改编】【化学——选修3物质结构与性质】原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,B原子核外电子有6种不同的运动状态,B与D可形成正四面体形分子,C元素原子的最外层有3个自旋方向相同的未成对电子,E的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。
请回答下列问题:
(1)这四种元素中电负性最大的元素,其基态原子的价电子排布图为 。
(2)D所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物,沸点由高到低的顺序是 (填化学式),呈现如此递变规律的原因是 。
(3)B的气态氢化物分子呈 形。该分子的中心原子的杂化方式为 。A与C形成CA3型分子,分子中C原子的杂化类型为 ,分子的立体结构为 ;C的单质与化合物BD是等电子体,根据等电子体原理,写出化合物BD的电子式
(4)B元素可形成多种单质,一种晶体结构如图一所示;另一种的晶胞如图二所示,该晶胞的空间利用率为 (保留两位有效数字)。()
(5)E元素形成的单质,其晶体的堆积模型为 ,E的醋酸盐晶体局部结构如图三,该晶体中含有的化学键是 (填选项序号)。
①极性键 ②非极性键 ③配位键 ④金属键
(6)向E的硫酸盐溶液中滴加过量氨水,观察到的现象是 。请写出上述过程的离子方程式 。