(17分)金属镍具有优良的物理和化学特性,是高技术产业的重要原料。
(1)羰基法提纯镍涉及的反应为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)
①当温度升高时,减小,则H 0(填“>”或“<”)。
②一定温度下,将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________(填代号)。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数 (填“增大”、“不变”或“减小”),反应进行3s后测得Ni(CO)4的物质的量为0.6mol,则0—3s内的平均反应速率v(CO)=____mol。
③要提高上述反应中CO的转化率,同时增大反应速率,可采取的措施为____________________(写出一条措施即可)。
(2)以NiS04溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是____________(填代号)。(已知氧化性:)
a.电解过程中,化学能转化为电能
b.粗镍作阳极,发生还原反应
c.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d.粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(3)工业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍。电解时,硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近,镍元素以Ni2+形态进入电解液中,如图所示。硫化镍与电源的____________(填“正极”或“负极”)相接。写出阳极的电极反应式________________。
第4周期元素中,4p轨道半充满的是________(写元素符号,下同),3d轨道半充满的是____________,4s轨道半充满的是______________,价层中s电子数与d电子数相同的是______。
有几种元素的微粒的电子层结构如右图所示:
(1)若该微粒呈电中性,这种微粒的符号是____。
(2)若该微粒的盐溶液能使溴水退色,并出现浑浊,这种微粒的符号是_______。
(3)若该微粒的氧化性甚弱,但得到电子后变为原子,原子的还原性很强,这种微粒的符号是______。
(4)若该 微粒的还原性很弱,失去1个电子后变为原子,原子的氧化性很强,这种微粒的符号是______。
下表列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价,回答下列问题:
(1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式:Sc_____________________、Ti_____________________、V_____________________、Mn____________________。
(2)已知基态铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,这并不符合规则的构造原理。人们常常会碰到客观事实与理论不吻合的问题,当你遇到这样的问题时,你的态度是_______________。
(3)对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价,你发现的规律是_____________________________________;出现这一现象的原因是_________________________。
按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素,并回答问题。
A原子只有一个电子层且只含1个电子;B原子的3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子;C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反;D原子的第三电子层上有8个电子,第四电子层上只有1个电子;E原子的价电子排布式为3s23p6。
(1)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式(至少写出5种):_______________________。
(2)写出由上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式(至少写出2个):_______________________、___________________________。
(3)检验某溶液中是否含有D+,可通过_______反应来实现;检验某溶液中是否含有B-,通常所用的试剂是_____________和________________。
(4)写出E的元素符号______________。
(1) 纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知:
2Cu(s)+O2(g) ="==" Cu2O(s) ΔH=-169kJ·mol-1,
C(s)+ O2(g) ="==" CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1,
2Cu(s)+ O2(g)===2CuO(s)ΔH=-314kJ·mol-1
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为
。
(2)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量),当闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
(1)甲池为(填“原电池”、“电解池”或 “电镀池”),A电极的电极反应式为。
(2)丙池中F电极为(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池的总反应方程式为。
(3)当池中C极质量减轻10.8 g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为mL(标准状况)。
(4)一段时间后,断开电键K,下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是(填选项字母)。
A.Cu | B.CuO | C.Cu(OH)2 | D.Cu2(OH)2CO3 |