纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:
(1)工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是 。
(2)已知:①2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H = -akJ·mol-1
②C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H = -bkJ·mol-1
③Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H = -ckJ·mol-1
则方法Ⅰ发生的反应:2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g) △H = kJ·mol-1。
(3)方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,该电池的阳极反应式为 。
(4)方法Ⅲ为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2。该制法的化学方程式为 。已知肼与氨相似,则它与足量盐酸反应的方程式
(5)在相同的密闭容器中,用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验:
2H2O(g) 2H2(g)+ O2(g)△H>0 水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示。
下列叙述正确的是 (填字母代号)。
A.实验的温度:T2<T1
B.实验①前20 min的平均反应速率 v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1
C.实验②比实验①所用的催化剂催化效率高
没食子酸丙酯简称PG,结构简式为 ,是白色粉末,难溶于水,微溶于棉子油等油脂,是常用的食用油抗氧化剂。
(1)PG的分子式为,请写出PG分子中所含官能团的名称,1molPG与足量氢氧化钠溶液完全反应时,消耗的氢氧化钠的物质的量是。
PG可发生如下转化:
(2)A的结构简式为 ,1mol没食子酸最多可与mol H2加成。
(3)上图的有关变化中,属于氧化反应的有(填序号)。
(4)从分子结构或性质上看,PG具有抗氧化作用的主要原因是(填序号)。
a.含有苯环 b.含有羧基 c.含有酚羟基 d.微溶于食用油
(5)反应④的化学方程式为:
(6)B有多种同分异构体,写出其中符合下列要求的同分异构体的结构简式:
i.含有苯环,且苯环上的一溴代物只有一种;ii.既能发生银镜反应,又能发生水解反应。
近现代战争中,制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢,热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为:铬0.5~1.25镍0.5~1.5 钼0.3~0.6锰0.8~1.6碳0.3
(1)铬元素的基态原子的价电子层排布式是。
(2)C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中,C原子的杂化方式为 .
(3)Mn和Fe的部分电离能数据如下表:
元素 |
Mn |
Fe |
|
电离能 /kJ·mol-1 |
I1 |
717 |
759 |
I2 |
1509 |
1561 |
|
I3 |
3248 |
2957 |
根据上表数据,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是。
(4)镍(Ni)可形成多种配合物,且各种配合物有广泛的用途。 某镍配合物结构如图所示,分子内含有的作用力有(填序号)。
A氢键;B离子键;C共价键;D金属键;E配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是。
(5)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈四面体构型。423K时,Ni(CO)4分解为Ni和CO,从而制得高纯度的Ni粉。试推测:四羰基镍的晶体类型是
(6)铁能与氮形成一种磁性材料,其晶胞结构如图所示,则该磁性材料的化学式为 。
汞(Hg)、铬(Cr)是影响环境污染、生物效应和人类健康的重金属元素。
I、铬广泛应用于钢铁工业、磁带和录像带等方面。
(1)工业常采用“铝在高温条件下还原铬绿(Cr2O3)”制备铬单质,该反应的化学方程式为。
II、含铬的工业废水会导致慢性中毒。处理含+6价铬的废水时可得到铁氧体(其组成可写作[Fe2+Fe3+(2-x) Cr3+x]O4)。
(2)加过量FeSO4的目的是。
(3)配平步骤①的反应的离子方程式Fe2++ Cr2O72—+ _____="=" Fe3++ Cr3++H2O
并计算铁氧体( [Fe2+Fe3+(2-x) Cr3+x]O4)中X= _________________。
(4)下表是实验检测中心对某地区二个点的土壤样品(每个点分三层取样,共6个样品)进行了有机质和铬总量的测定,结果见下表。
样品序号 |
取样深度(m) |
有机质(×10—2g) |
总铬(×10—6g) |
样品A-1 |
0.00 ~ 0.30 |
2.81 |
114 |
样品A-2 |
0.30 ~ 0.60 |
1.72 |
111 |
样品A-3 |
1.20 ~ 1.80 |
1.00 |
88 |
样品B-1 |
0.00 ~ 0.30 |
2.60 |
116 |
样品B-2 |
0.30 ~ 0.60 |
2.48 |
112 |
样品B-3 |
1.20 ~ 1.80 |
1.83 |
106 |
从表中你可以得出的结论有(答一点即可)。
(5)工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料,电化学法制备重铬酸钾,装置如图。反应为:4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑已知K2CrO4铬酸钾溶液中存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+
Cr2O72-(橙色)+H2O通电后阳极区溶液由变为。原因是。
V、W、X、Y、Z是五种常见元素,其中V、W、X、Y四种短周期元素在周期表中的位置如下图所示:V、W的最简单气态氢化物M、N混合时有白烟生成,M能使湿润的pH试纸变蓝。Z是人体血红蛋白中存在的金属元素。请填写下列空白:
(1)W的原子结构示意图为;
(2)二氧化钛(TiO2)与X的单质、Y的单质高温下反应生成两种化合物,这两种化合物均由两种元素组成。其反应的化学方程式为;
(3)含X元素的一种化合物A与Y的最高价氧化物C之间有如下的反应关系:
若E为白色沉淀,则E物质的化学式为;
(4)常温下,相同浓度 X、Z简单离子的溶液中滴加NaOH溶液,X、Z两元素先后沉淀,X(OH)n完全沉淀的pH是4.7,Z(OH)n完全沉淀的pH是2.8,则Ksp[X(OH)n](填“>”或 “<”) Ksp[Z(OH)n];
(5)Y与氢能形成多种化合物,其中一种为Y2H2。2.00g Y2H2完全燃烧生成液态水和二氧化碳,放出99.6kJ热量,写出Y2H2燃烧的热化学反应方程式________________________________________________________;
(6)同温同压下,将a L M气体和b LN气体通入水中,若所得溶液的pH=7,则ab(填“>"或“<”或“=”)。
钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。某工厂为了从含有杂质的VOSO4样品中回收得到催化剂V2O5,设计流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是(写化学式)。NH4VO3在焙烧前要洗涤2-3次,该步操作方法为。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)
步骤②中萃取时必须加入适量碱,其原因是。
步骤③中X试剂为。
(3)⑤的离子方程式为。
(4)该工艺流程中,可以循环利用的物质有和。
(5)若取VOSO4样品wg,测得消耗a mol·L—1氯酸钾溶液VmL(氯酸钾还原产物为氯化钾),则1kg样品理论上可制得的V2O5质量是g(用含w、V的代数式表示)。