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:
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.H2O2 d.NaOH溶液
短周期元素A、B、C、D中,0.5mol A元素的离子得到6.02×1023个电子被还原为中性原子,0.4g A的氧化物恰好与100ml 0.2mol/L的盐酸完全反应,A原子核内质子数目与中子数目相等,B元素原子核外第三层电子数目比第一层多1个,C―比A元素的离子多1个电子层,D元素的原子核外第二层比第一层多2个电子。回答下列问题:
(1)A元素的名称是_______;
(2)C―的结构示意图为;D元素在周期表中的位置是__________;
(3)元素D的气态氢化物的电子式为____,其分子的结构特点是具有_____结构,在一定条件下该氢化物可与单质C发生取代反应,若将等物质的量的该氢化物与单质C混合,在一定条件下充分反应后,生成物中物质的量最大的是_______(用化学式填写);
(4)工业上冶炼单质A的化学方程式为_____________________________________;
(5)工业上常用单质B冶炼难熔的金属,写出氧化铁和单质B在高温下反应的化学方程式_______,若反应中有0.25mol氧化铁参加反应反应中转移电子的个数为__________;
(6)若将单质A、B用导线连接插入到氢氧化钠溶液中可以组成原电池,则正极材
料是_______(用化学式填写),负极电极反应是___________________________________。
现以淀粉或乙烯为主要原料都可以合成乙酸乙酯,其合成路线如图所示。
(1)A中含有的官能团名称是;其中⑥的反应类型是;
(2)写出下列反应的化学方程式:①
③
⑤
(3)另一同学用葡萄糖和冰醋酸反应,若C6H12O6与CH3COOH的分子个数比为1:1,则生成的有机物可能有种。请任写一种产物的结构简式:。
(4)用乙酸乙酯和H218O反应制取乙醇时原子的最大利用率为
(10分)某离子晶体的晶胞结构如图所示,试求:
(1)晶体中每一个Y同时吸引着______个X,每个X同时吸引着________个Y,该晶体的化学式是________。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有______个。
(3)设该晶体的摩尔质量为M g·mol-1,晶胞密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA·mol-1,则晶体中两个最近的X中心间距离为________ cm。
(14分)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1) 上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Cu原子的核外电子排布式_____
(2) 根据等电子原理,写出CO分子的结构式_______________。
(3) 甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是______________________;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为________。
②甲醛分子的空间构型是________;1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。
③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示),所包含的Cu原子数目为________。
(8分)填写下列空白(填序号):
①CH4 ②CH2==CH2 ③CHCH④NH3 ⑤NH4+⑥BF3 ⑦P4
⑧H2O ⑨H2O2⑩ SO2⑾PCl3⑿SO3⒀HCHO⒁CO2
(1) 呈正四面体的是________。
(2) 属于极性分子且中心原子轨道为sp3杂化的是__________________________,
属于非极性分子且中心原子轨道为sp2杂化的是___________,为sp杂化的是________。
(3) 所有原子共平面的是______________,共线的是______________。
(4) 微粒存在配位键的是________。(5)含有极性键的极性分子是________。