(12分)已知某一反应体系有反应物和生成物共三种物质:FeCl3、FeCl2、Fe。完成下列问题:
(1)该反应中的还原产物的化学式是________,还原剂的化学式是________。
(2)该反应的离子方程式_______________________________。
(3)标出该反应中电子转移的方向和数目 。
(4)如果反应中转移了0.3 mol电子,则________(填“溶解”或“生成”)的铁的质量为________。
(16分)三氟化氮(NF3)是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在半导体加工、太阳能电池制造和液晶显示器制造中得到广泛应用。它可在铜的催化作用下由F2和过量的NH3反应得到,该反应另一种产物为盐。
(1)该反应的化学方程式为▲ ,每生成1molNF3,转移的电子数为▲ ,生成物NF3中氮原子的杂化方式为 ▲ ,NF3分子空间构型为▲;
(2)N、F两种元素的氢化物稳定性比较,NH3 ▲HF(
选填“>”或“<”);
(3)N3-被称为类卤离子,写出1种与N3-互为等电子体的分子的化学式 ▲;
(4) 氯化铜溶液中加入过量氨水,可以生成四氨合铜络离子, 写出该反应的化学方程式▲ ;
(5)元素A基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,A跟氟可形成离子化合物,其晶胞结构如左图,该离子化合物的化学式为 ▲。
(12分)某兴趣小组对如何延长硫酸亚铁溶液的保质期展开了研究。
⑴制备硫酸亚铁溶液,最合适的试剂组为▲ (填编号);
a.过量铁屑和稀硫酸b.过量稀硫酸和铁屑c.过量硫酸铁溶液和铁屑
⑵实验室保存硫酸亚铁溶液的一般方法是__________▲ ___________________;
该兴趣小组取等体积的硫酸亚铁溶液分别加入三个烧杯中,各滴入3 滴KSCN试剂,然后进行如下实验:
烧杯编号 |
① |
② |
③ |
加入试剂 |
铁粉0.1g |
铁粉0.1g,0.1mol/LH2SO43mL |
0.1mol/LH2SO43mL |
红色出现时间(天) |
1天 |
4天左右 |
8天以上 |
⑶在烧杯②中加入2种试剂后,即可观察到的现象为▲ ;
⑷通过比较上述3组实验,可以得出的结论为▲ ;
⑸硫酸亚铁溶液在空气中易氧化,氧化产物易水解生成Fe(OH)3,导致溶液酸性增大。
①试用一个离子方程式表示上述反应过程中的变化▲ ;
②硫酸亚铁溶液在空气中变质的反应为可逆反应,试用化学平衡理论解释烧杯③出现红色最晚的原因▲ 。
燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为 ▲。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2) / n(CO2)] |
500 K |
600 K |
700 K |
800 ![]() |
1.5 |
45% |
33% |
20% |
12% |
2.0 |
60% |
43% |
28% |
15%![]() |
3.0 |
83% |
62% |
37%[ |
22% |
①若温度升高,则反应的平衡常数K将 ▲(填“增大”、“减小”或“不变”。下同);若温度不变,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],则K将 ▲。
②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式 ▲ 。
③在②所确定的电池中,若通入甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12 L·min-1(标准状况),并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜 ▲g。
MnO2是一种重要的功能无机材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(只含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验,其流程如下:
(1)第①步加稀H2SO4时,将粗MnO2样品中▲ ,▲ (写化学式)转化为可溶性物质。
(2)第②步反应的离子方程式是(补充完整并配平): Mn2++ ClO3—+ = MnO2↓+ Cl2↑+ ;
(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、 ▲、 ▲ 、玻璃棒。
(4)若粗MnO2样品的质量为12.69g,第①步反应后,经过滤得到8.7g MnO2,并收集到0.224LCO2(标准状况下),则在第①步反应中至少需要▲ mol H2SO4。写出计算过程(已知摩尔质量:MnO2 -87g/mol; MnO-71g/mol; MnCO3-115 g/mol)
(5)已知2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=a kJ·mol-1反应过程的能量变化如图所示。则
①该反应为 ▲ 反应(填“吸热”或“放热”)。
②请用虚线在右图中画出使用MnO2作催化剂的情况下反应过程中体系能量变化示意图。
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已知:
(1)该反应的生成物中含有的官能团的名称是__________,该物质在一定条件下能发生_______(填序号)。
①氧化反应②还原反应③酯化反应
(2)已知HCHO分子中所有原子都在同一平面内,若要使R1CHO分子中所有原子可能都在同一平面内,R1可以是________(填序号)。
①—CH3②③—CH═CH2
(3)某氯代烃A的分子式为C6H11Cl,它可以发生如下转化:
![]() |
结构分析表明E分子中含有两个甲基且没有支链。
①写出AB的化学方程式:
②E的结构简式为:
③写出D的同时符合下列条件的同分异构体的结构简式: a.属于二元醇; b.主链上有4个碳原子;