M是原子序数<30的一种金属,常用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门,M原子的最外层有空轨道,且有两个能级处于电子半充满状态。
(1)M原子的外围电子排布式为_______________,在周期表中属于___________区元素。
(2)M的堆积方式属于钾型,其晶胞示意图为____(填序号)。其空间利用率为____。
(3) MCl3•6H2O有三种不同颜色的异构体
A、[M(H2O)6]Cl3,B、[M(H2O)5Cl]Cl2•H2O和C、[M(H2O)4Cl2]Cl•2H2O
为测定蒸发MCl3溶液析出的暗绿色晶体是哪种异构体,取0.10molMCl3·6H2O 配成溶液,滴加足量AgNO3溶液,得到沉淀2.870 g。该异构体为___________(填A或B或C)。
(4)常温下为暗红色液体,熔点-96. 5℃,沸点117℃,能与丙酮等互溶。
①固态MO2Cl2属于___________晶体;
②中碳原子和丙酮(CH3COCH3)羰基中的碳原子分别采取的杂化方式为______杂化和_____杂化。
(5)+3价M的配合物中,配体是___________,与C2O42-互为等电子体的分子是(填化学式)_______________。
以明矾石[主要成分为K2SO4·Al2(SO4)3·2A12O3·6H2O]为原料生产硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]和明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的实验流程如下:
两种不同形态的氧化铝的部分性质如下表:
物质 |
α-Al2O3 |
γ-A12O3 |
性质 |
不溶于水和酸 |
不溶于水,溶于强酸或强碱,加热至1200℃可转化为α- Al2O3 |
Al2(SO4)3、明矾在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃ 溶解度/g |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
Al2(SO4)3 |
31.2 |
36.4 |
46.1 |
59.2 |
73.0 |
89.0 |
明矾 |
3.0 |
5.9 |
11.7 |
25 |
71 |
154 |
(1) “焙烧’’温度过高,会导致硫酸铝晶体产量降低,其原因是。
(2)从“母液”制备硫酸铝晶体的实验步骤为:①;②;③过滤、洗涤、干燥。
(3)测定硫酸铝晶体样品中Al2(SO4)3·18H2O质量分数的实验步骤为(EDTA分别能与Al3+或Pb2+以物质的量之比1:1进行反应):
步骤1:准确称取硫酸铝晶体样品mg,溶于25 mL水中。
步骤2:加入c1 mo1·L-1EDTA溶液V1mL(过量),煮沸、冷却,稀释至100 mL。
步骤3:取25. 00mL上述稀释液,滴加指示剂,用c2 mol·L-1Pb(NO3)2标准溶液滴定过量的EDTA溶液,达到终点时消耗v2mL Pb(NO3)2标准溶液。
①步骤2中“稀释至100 mL”时,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、。
②根据上述数据计算,该样品中Al2(SO4)3·18H2O的质量分数为。(用含字母的代数式表示)。
(4)铝的阳极氧化法是把铝作为阳极,置于硫酸等电解液中,施加阳极电压进行电解,在铝的表面形成一层致密的氧化膜。
①电解过程中阳极的电极反应为。
②取少量废电解液,加入NaHCO,溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是。(用离子方程式表示)
(12分)双氧水、过硫酸钾是工业上常用的氧化剂、消毒剂。工业上以铂为阳极,铅或石墨为阴极,电解NH4HSO4溶液得过硫酸铵【(NH4)2S2O8】溶液,其工艺流程为:
(1)将电解后的溶液送往水解器中在减压条件下水解、蒸馏、浓缩分离,精馏得过氧化氢的水溶液,剩余溶液再循环使用。
①写出电解NH4HSO4溶液的化学方程式
②写出水解器中(NH4)2S2O8溶液的水解方程式。
③铂价格昂贵,试分析电槽阳极用铂不用铅的原因。
④试分析水解器中使用减压水解、蒸馏的原因。
(2)在电解后的过硫酸铵溶液中加入硫酸氢钾,析出过硫酸钾固体,过硫酸钾具有强氧化性,常被还原为硫酸钾,80℃以上易发生分解。
①将0.40 mol过硫酸钾与0.20 mol硫酸配制成1 L溶液,在80 ℃条件下加热并在t时刻向溶液中滴加入少量FeCl3溶液,测定溶液中各成分的浓度如右图所示(H+浓度未画出)。图中物质X的化学式为。
②已知硫酸锰(MnSO4)和过硫酸钾(K2S2O7)两种盐溶液在银离子催化下可发生反应,得到紫红色溶液。此反应的离子反应方程式.
布洛芬、非诺洛芬、酮洛芬是一类芳基丙酸类非甾体抗炎药,具有抗炎作用强、毒副作用低的药效特点。
其中酮洛芬可由芳香族含氧衍生物A经以下路线合成得到:
请根据合成酮洛芬的路线回答下列问题。
(1)已知有机物A可以与NaHCO3反应,则A的结构简式为。
(2)上述合成酮洛芬的路线中共有5步反应,其中属于取代反应的共有几步?。其中有一步反应中用到有机物,请写出实验室保存该有机物方法:。
(3) 布洛芬、非诺洛芬、酮洛芬都可视作2-苯基丙酸的衍生物,则芳香族含氧衍生物A与2-苯基丙酸的关系是;请写出满足下列条件的2-苯基丙酸的一种同分异构体的结构简式。
①苯的衍生物,且苯环上的一硝基取代物只有两种;②能与银氨溶液反应产生光亮的银境;③能与FeCl3溶液发生显色反应。
(4)参照上述合成路线中的有关信息,写出由对二甲苯为主要原料制备的合成流程图(无机试剂任选)。
合成线路图示例如下:
碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
回答下列问题:
(1)工业上常用一定浓度的纯碱溶液清洗铁屑,目的是。
(2)加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH至 a,a的范围是。
(3)已知室温下,Al(OH)3的Ksp=1.3×10-33,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
(4)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为;O2参与反应的离子方程式为
(5)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为。
氯气是一种重要的工业原料。
Ⅰ.实验室可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,反应的化学方程式是。
Ⅱ.某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸反应可制取氯气,化学方程式为:
Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O
他们利用该反应设计如下制取氯气并验证其性质的实验。
(1)回答下列问题:(1)该实验中A部分的装置是(填标号) 。
(2)请你帮助他们设计一个实验,证明洗气瓶C中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤):。
(3)写出D装置中发生反应的离子方程式(4)该实验存在明显的缺陷,请你提出改进的方法。
(5)该小组又进行了如下实验:称取漂白粉2.0 g,研磨后溶解,配制成250 mL溶液,取出25 mL加入到锥形瓶中,再加入过量的KI溶液和过量的H2SO4溶液,静置。待完全反应后,用0.1 mol·L−1的Na2S2O3溶液作标准液滴定反应生成的碘,已知反应方程式为:2Na2S2O3+I2 === Na2S4O6+2NaI,共用去Na2S2O3溶液20.0 mL。则该漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为。