海洋是一个巨大的化学资源宝库,下图是海水加工的示意图:
(1)海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有 (写出两种)。
(2)下图是从浓缩海水中提取溴的流程图。写出下图中试剂A的化学式 ,溶液中发生反应的化学方程式为 。
(3)制备金属镁是通过电解熔融的,而不用MgO,其原因是
。
(4)食盐也是一种重要的化工原料,氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H2和Cl2。海水中得到的粗盐往往含有一些杂质,必须加入一些化学试剂,使杂质沉淀,处理后的盐水还需进入阳离子交换塔,其原因是 。电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行,阳离子交换膜的作用是 。
(12分)【化学——物质结构与性质】
(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如:[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)和Fe(CO)x等。
①基态Fe3+的M层电子排布式为;
②尿素(H2NCONH2)分子中C原子的杂化方式是;
③配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x= 。
Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于(填晶体类型)。
(2)下列说法正确的是(填字母序号)。
A.第一电离能大小:S>P>Si |
B.电负性顺序:C<N<O<F |
C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl的熔点比CaO熔点低 |
D.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高 |
(3)O和Na的一种只含有离子键的化合物的晶胞结构如图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为。已知该晶胞的密度为g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=cm。(用含
、NA的计算式表示)
(12分)【化学——化学与技术】
资源开发、材料制备及工农业生产等都离不开化学。请回答下列问题:
(1)工业制肥皂时,在皂化反应结束后需要在混合物中加入饱和食盐水。加入饱和食盐水的目的是。
(2)Al2O3的熔点高达2050oC,工业上为了降低能量消耗,在金属铝的冶炼中通常采取的措施是。
(3)工业上合成氨所需的氮气来源于,氢气来源于,写出工业上在催化剂作用下制取氢气的其中一个化学方程式。
(4)工业制硫酸时,SO3的生成是在(填设备名称)中进行的,工业上常采用浓硫酸吸收SO3,而不直接用水吸收的原因是。在吸收塔中,为提高SO3的吸收率所采取的措施为。
(16分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知:①4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g)H=-1266.8kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)===2NO(g)H=180.5kJ·mol-1
写出氨高温催化氧化的热化学方程式。
(2)氨气、空气可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2===2N2+6H2O。则原电解质溶液显(填“酸性”、“中性”或“碱性”),负极的电极反应式为。
(3)合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:
①由上表数据可知该反应为放热反应,理由是;
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是(填字母序号);
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
③400oC时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L-1、2mol·L-1、1mol·L-1时,此时刻该反应的v正(N2)v逆(N2)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)①25oC时,将amol·L-1的氨水与0.1mol·L-1的盐酸等体积混合。当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)时,用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=;
②向25mL0.10mol·L-1的盐酸中滴加氨水至过量,该过程中离子浓度大小关系一定不正确的是(填字母序号)。
a.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-) b.c(C1-)>c(NH4+)=c(H+)>c(OH-)
c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+) d.c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-)
开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
(1)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。请回答:
①H3BNH3中是否存在配位键(填“是”或“否”),B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为,CH4、H2O、CO2三分子按照键角由大到小的顺序排列为。
②与(HB=NH)3互为等电子体的分子为(填分子式)
③人工可以合成硼的一系列氢化物,其物理性质与烷烃相似,故称之为硼烷。工业上可采用LiAlH4和BCl3在一定条件下制备乙硼烷B2H6,该反应的化学方程式为。
④在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式。图a为一种无限长链状结构的多硼酸根,其化学式为,图b为硼砂晶体中阴离子,其中硼原子采取的杂化方式为。
(2)一种铜合金具有储氢功能
①Cu2+的价层电子排布式为。
②铜及其它许多金属及其化合物都可以发生焰色反应,其原因是。
③铜的单质中按ABCABC……方式堆积,设铜原子半径为a pm,则该晶体的密度为g/cm3(阿伏伽德罗常数值为NA)
(16分)实验室中以粗铜(含杂质)为原料,某种制备铜的氯化物的流程如下:
按要求回答下列问题:
(1)操作①的所用到的玻璃仪器有______________。
(2)上述流程中,所得固体1需要加稀盐酸溶解,其理由是;
溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
A.NaOHB.NH3·H2O C.CuO D.CuSO4
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出
制备CuCl的离子方程式:。
(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→、 → 、 → 、 → 。实验中大试管加热前要进行一步重要操作,其操作是。
②反应时,盛粗铜粉的试管中的现象是。
(5)在溶液2转化为CuCl2·2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为绿色。小组同学欲探究其原因。已知:氯化铜溶液中有如下转化关系:
Cu(H2O)42+(aq) + 4Cl-(aq)CuCl42-(aq) + 4 H2O (l)
蓝色绿色
该同学取氯化铜晶体配成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能证明溶液中有上述转化关系的是(填序号)。
A.将Y稀释,发现溶液呈蓝色B.在Y中加入CuCl2晶体,溶液变为绿色
C.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色D.取Y进行电解,溶液颜色最终消失