(16分)铜及其化合物在生产和生活实际中应用广泛。
Ⅰ.某学习小组对粗铜提纯(电解精炼)后的阳极泥(主要成分为银、金)进行如下实验。
(1)操作③所需的仪器有:烧杯、 。
(2)稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,写出该步反应的化学方程式_____ _。
(3)为了回收金,他们查阅了有关资料如下表:
| 编号 |
常温下反应 |
化学平衡常数 |
| 反应1 |
Au + 6HNO3 Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O |
<10−5 |
| 反应2 |
Au3+ + Cl− [AuCl4]− |
>105 |
从资料中可知,常温下金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与浓盐酸体积比为1∶3的混合物)。请你运用化学平衡移动原理,简要说明金能溶于王水的原因: 。
Ⅱ.实验室用铜制备CuSO4溶液有多种方案,某实验小组给出了以下三种方案:
请回答有关问题:
(4)甲方案:将6.4g铜丝放到90 mL 1.5 mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃。加入40 mL 10%的H2O2,反应0.5小时,升温到60℃,持续反应1小时后,经一系列操作,得CuSO4·5H2O 20.0 g【已知有关摩尔质量:M(Cu)="64" g/mol, M(CuSO4·5H2O) ="250" g/mol】。
①反应时温度控制在50℃~60℃,不宜过高的原因是 ;
②本实验CuSO4·5H2O的产率为 。
(5)乙方案:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质A调节pH至4 ,然后过滤、浓缩、结晶。
①物质A可选用以下的 (填序号);
A.CaO B.NaOH C.CuCO3 D.Cu2(OH)2CO3 E.Fe2(SO4)3
②反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,FeSO4的作用是 ;
(6)丙方案:为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为,n(H2SO4):n(HNO3)= 。
(12分)某强酸性溶液X中仅含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)仅根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有的阳、阴离子分别是_____________。
(2)用离子方程表达下列反应:
①中生成气体A:___________。②中生成溶液H:____________。
(3)若②中所用氢氧化钠浓度为2mol/L,当加入l0 ml时开始产生沉淀,55 ml时沉淀的量达到最大值0.03 mol,继续滴加沉淀的量保持不变,随后再滴加沉淀部分溶解,到60ml时沉淀的量降为0.025 mol且保持不变,则原溶液中c(Fe2+)为___________mol/L、c(Fe3+)为___________mol/L、c(Cl-)为___________mol/L。(若有些离子不存在,请填0 mol/L)
(10分)神舟十号飞船是中国“神舟”号系列飞船之一,它是中国第五艘搭载太空人的飞船。神舟十号飞船发射成功后,将与2011年发射升空的天宫一号目标飞行器进行交会对接,开展相关空间科学试验。火箭推进器是成功发射的重要因素,事实上,推进器的发展经历了一个漫长的过程。
(1)20世纪前,黑火药是世界上唯一的火箭推进剂,黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成,黑火药爆炸的化学方程式为:S+3C+2KNO3=K2S+N2↑+3CO2↑。
①K2S的电子式为。
②取黑火药爆炸后的残留固体,加水溶解过滤,得到滤液。写出检验此溶液中是否含有K+的实验操作方法。
(2)20世纪60年代,火箭使用的是液体推进剂,常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等,可燃物有肼(N2H4)、液氢等。
①肼(N2 H4)溶于水显碱性,其原理与氨相似,但其碱性不如氨强,写出其溶于水呈碱性的离子方程式:。
②一种与N2 H4电子数相等的绿色氧化剂,能将油画表面黑色的PbS氧化成白色的PbSO4,使油画变白、翻新,化学方程式为:。
(3)以上的火箭推进剂一般含有氮元素,含氮化合物种类丰富。有一含氮化合物,具有很强的爆炸性,86g该化合物爆炸分解会生成标况下N267. 2L和另一种气体单质H2。写出其爆炸的化学方程式。
(1)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料。已知As2S3和HNO3有如下反应:As2S3+10H++ 10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+ 2H2O。当反应中转移电子的数目为2mol时,生成H3AsO4的物质的量为。
(2)氨气的制备与运输过程中都有严格要求。运输时,严禁与卤素(如Cl2)混装运输。若二者接触时剧烈反应产生白烟,若0.4 mol NH3参加反应时有0.3 mol 电子转移,写出反应的化学方程式____。
[化学—选修5:有机化学基础](15分)
高分子材料PET聚酯树脂和PMMA的合成路线如下:
已知:Ⅰ.RCOOR′+ R′′18OH
RCO18O R′′+ R′OH(R、R′、R′′代表烃基)
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Ⅱ.(R、R′代表烃基)
(1)①的反应类型是________。
与足量NaOH溶液反应时,最多消耗4 mol NaOH
[化学—选修3:物质结构与性质](15分)
已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L电子层上有2对成对电子;E+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态。
请填写下列空白。
(1)E元素基态原子的核外电子排布式为_________________。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(填元素符号),其原因为______。
(3)B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为__________;1 mol B2A4分子中含__________molσ键。
(4)已知D、E能形成晶胞如图所示的两种化合物,化合物的化学式,甲为__________,乙为_____________;高温时,甲易转化为乙的原因为__________________。