已知用NaAlO2制备α—Al(OH)3及能量转化关系如图:
(1)反应②的热化学方程式为 。
(2)根据上述能量转化关系,拜耳公司找到了一种简捷的从铝土矿获取Al2O3的方法,流程如下:
①物质A的化学式为 ;
②步骤Ⅲ的化学反应方程式为 ;检验步骤Ⅲ中沉淀是否洗净的方法是 ;
③步骤Ⅱ采用冷却的方法析出α—Al(OH)3,该措施的依据是 ;
④工业上可电解上述产物Al2O3以获得Al,若获得2.7kgAl,则理论上消耗A的物质的量至少为 mol。有人提出用熔融Na[AlCl4]与NaCl的混合物代替Al2O3进行电解获得Al,则阴极反应为 。
(Ⅰ)六种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示。其中R元素的最外层电子数是次外层电子数的一半。
| X |
Y |
Z |
M |
| R |
W |
请回答下列问题:
(1)画出R的原子结构示意图。
(2)比较Z、W的简单氢化物沸点高低并说明原因。
(3)W和Y形成的一种化合物甲的相对分子质量为184,其中Y的质量分数约为30%。则化合物甲的化学式为。
(Ⅱ)聚合硫酸铁简称聚铁[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m(n>2,m≤10),是一种高效的无机高分子混凝剂、净水剂。实验室利用硫酸亚铁制取聚合硫酸铁的主要流程如下:
(4)FeSO4溶液显弱酸性的原因是(用离子方程式表示)。
(5)加入浓硫酸调节pH的作用是:①;②。
(6)写出用上述流程得到某聚铁[Fe2(OH)4SO4]4的化学方程式
(7)测定聚铁中含铁量的方法为把聚铁溶于过量酸中,先用过量的SnCl2将Fe3+还原成Fe2+,再加入HgCl2溶液除去过量的SnCl2,然后用标准的K2Cr2O7溶液(先加入几滴试亚铁灵指示剂)滴定溶液中的Fe2+。此过程发生的部分反应为:
Sn2++2Hg2++8Cl- = Hg2Cl2↓+SnCl62-
Cr2O72-+14H++6Fe2+ = 2Cr3++6Fe3++7H2O
①用HgCl2除去过量的SnCl2的目的是。
②称取聚铁质量为10.00 g配成100.0 mL溶液,取出20.00 mL,经上述方法处理后,用0.1000 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定。达到终点时,消耗K2Cr2O7标准溶液12.80 mL。则聚铁中铁元素的质量分数为%。
【化学—选修3:物质结构与性质】中学化学常见元素氮、磷、钾与氢、氧、卤素等能形成多种化合物。回答下列问题:
(1)氮、磷、钾三种元素的第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示)。
(2)叠氮酸(HN3)是一种弱酸,可电离出H+和N3一。
①N3一的立体构型是形:与N3一互为等电子体的一种分子是(填分子式)。
②叠氮化物能与Co 3十形成
,该配合物中心离子的配位数为;
基态钻原子的价层电子排布式为
(3)磷能形成多种含氧酸,某资料认为次磷酸的结构如图。按此结构,P原子采用的杂化方式为,次磷酸分子中
键与
键数目之比为,次磷酸属于酸(填“强”或“弱,’),lmol次磷酸最多能与mo1NaOH发生中和反应。
(4)己知钾的一种化合物KIC12受热可分解,倾向于生成晶格能更大的物质。则下列化学反应更易发生的是
(5)钾在氧气中燃烧时得到多种氧化物,其中一种是面心立方结构,晶胞结构如下图所示。若该氧化物的密度是
,则晶胞中最近的两个钾离子间的距离为 pm(只要求列算式,不必计算出数值,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【化学—选修2:化学与技术】铁、锰、锌、铜、硼等是农作物生长必需的微量元素。某课题组研究利用废弃锌锰电池和工业废料硼镁泥生产复合微量元素肥料〔简称复合微肥)。流程如下所示:
己知:
①硼镁泥中含MgO, Na2B4O7, MnO, Fe2O3, SiO2, CaO等化合物
②MnO2不溶于硫酸和硝酸,MnO可溶于酸
回答下列问题:
(1)上述方法生产的复合微肥除了含有农作物生长必需的多种微量元素外,还含有必需的大量元素氮和(填元素名称)。
(2)焙烧时反应的化学方程式为,焙烧的目的是
(3)酸解过程中气体产物可循环利用的是;酸解后的溶液加入硼镁泥调节溶液pH时,有H3BO3沉淀生成,该反应的离子方程式为;
已知:
,若溶液的pH调节到6,计算说明是否会析出Mn(OH)2, Mg(OH)2沉淀.
(4)产品中锰元素含量的测定:称取ag产品,溶于适量蒸馏水中,向所得溶液中加入足量NaClO溶液,发生反应
,过滤、洗涤、干燥后称得MnO2质量为b g,则产品中锰元素的质量分数为。
(5)己知玻璃可微量溶于水。实际生产中,常选用废玻璃、粉煤灰、炼钢炉渣和矿石等为原料高温烧制,将熔融物冷水淬冷成块,再磨成细粉即得玻璃微肥。玻璃微肥具有的优点是(任答一条即可)。
BaS是一种白色晶体,微溶于水,可用于制备立德粉、Na2S等。工业上可用H2与重晶石(BaSO4)在高温下反应制备BaS,热化学方程式为BaSO4(s)+4H2(g)
BaS(s)+4H2O(g)
。回答下列问题:
(1)在温度和容积不变的条件下,能说明该反应己达到平衡状态的是(填字母序号)。
a.n(H2)=n(H2O)
b.容器内压强保持不变
c.
d.水蒸气的浓度保持不变
(2)平衡后下列措施既可提高反应速率,又可提高H2的转化率的是(填字母序号)。
a.使用催化剂
b.升高反应体系的温度
c.增大反应容器的体积
d.及时从反应体系中分离出水蒸气
(3)将温度恒定为T℃,向体积为2L的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2。在不同时间测得H2的物质的量如下表:
①2t时,n1.20(填“>”、“<”或“=”)
②若氢气的平衡转化率为a,则该温度下反应的化学平衡常数K=(用含a的
代数式表示);若测得该反应达到平衡时吸热Q kJ ,则x=(用含a、Q的代数式表示)。
(4)为了探究温度、固体反应物的表面积对化学反应速率的影响,某同学在一固定容积的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2,设计了下表中的三组实验:
①填写上表中的实验条件:
②在直角坐标系中画出I, II两组实验氢气的浓度随时间变化趋势图,并在每条曲线上标明对应的实验编号。
(共16分)Ⅰ.CO和H2作为重要的燃料和化工原料,有着十分广泛的应用。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5 kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g)△H2= +131.3 kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H= kJ·mol-1。
(2)利用反应CO(g) +H2(g)+O2(g) = CO2(g) +H2O(g)设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气(CO和H2物质的量之比为1:1)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源,以石墨作电极电解饱和NaCl溶液,反应装置以及现象如图所示。则有:
①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________;
②已知饱和食盐水的体积为1 L,一段时间后,测得左侧试管中气体体积为11.2 mL(标准状况),若电解前后溶液的体积变化忽略不计,而且电解后将溶液混合均匀,则此时溶液的pH为 。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为:
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)。请回答下列问题:
(3)一定温度下,在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时,反应进行到t时刻时达到平衡状态,此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N2)=bmol,且N2占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K=(用只含a、V的式子表示)
②判断该反应达到平衡的标志是____(填序号)
A.v(CO2)生成=v(CO)消耗
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.NO、CO、N2、CO2的物质的量浓度均不再变化
(4)在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示,则:
①有害气体NO的转化率是,0~15minCO2的平均反应速率v(CO2)=____(保留小数点后三位)
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件是。(填序号)。
A.增加CO的量 B.加入催化剂
C.减小CO2的量 D.扩大容器体积