某班学生分成甲,乙两小组分别探究硫,氮及其化合物的性质:
(一)甲组同学用下列装置来探究浓硫酸与木炭粉加热反应并验证反应所产生的各种产物。
(1)装置甲中盛放浓硫酸的仪器a名称是_______________,
装置甲中仪器b中发生反应的化学方程式为______________________________________
(2)实验中可观察到装置乙中,A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。
A瓶溶液的作用是__________________________________________________,
B瓶溶液的作用是__________________________________________________,
D瓶溶液的现象是__________________________________________________。
(二)乙组同学用下列装置来证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮,
B为一个用金属丝固定的干燥管,内装块状碳酸钙固体;E为一个空的蒸馏烧瓶;F是用于鼓入空气的双连打气球。
(1)实验时,先将B装置下移,使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体,当C处产生白色沉淀时,立刻将B装置上提,使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的 。
(2)将A中铜丝放入稀硝酸中,给装置A微微加热,在装置A中产生无色气体,其反应的离子方程式为________________________________________________________________。
(3)装置E中开始时出现浅红棕色气体,用F向E中鼓入空气后,可观察到烧瓶E内气体颜色加深,产生上述现象的原因是 。
(4)一段时间后,C中白色沉淀溶解,其原因是________________________。
(5)装置D的作用是_____________________________________________________。
减少二氧化碳的排放以及资源化利用具有重要意义。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0 kJ·mol一1,
C(s) +2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1;
则反应:3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)目前 (NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在T1温度下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图2)。则:
①该反应的ΔH 0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图2所示的变化趋势,其原因是 。
③该反应在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图1所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(3)利用该反应捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有 (写出两条)。
氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用,减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一,请回答下列氮及其化合物的相关问题:
(1)N4的分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1mol N-N键吸收167kJ热量,生成1mol N≡N键放出942kJ热量,请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式: 。
(2)NH3可直接用作车用燃料电池,产物无污染。写出碱性介质下该电池负极的电极反应式: 。
(3)在T1℃时,将5mol N2O5置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g);△H>0;反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①T1℃时该反应的平衡常数K的计算式为 。
②用O2表示从0~5min内该反应的平均速率υ(O2) = 。
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有 。
A.压强 B.密度 C.反应速率 D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)
N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是 。
A.都引起a减小
B.都引起a增大
C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a减小
(5)25℃时,NH3·H2O电离常数Kb=1.8×10-5,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=1.8×10-11,用pH计测得0.5 mol·L一1氨水溶液的pH约为 。在某氯化镁溶液中加入一定量某浓度的氨水后,测得混合液pH =11.0,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)= 。(已知lg2≈0.3、lg3≈0.5)。
NH4NO3主要用作肥料、军用炸药、冷冻剂、制造笑气等。
(1)铵态氮肥NH4NO3________(填“能”或“不能”)与草木灰混合施用,用盐类水解的知识简述原因__________。
(2)NH4NO3受热分解温度不同,分解产物也不同。在185~200°C时,NH4NO3分解生成笑气(N2O)和水,分解生成的氧化产物与还原产物的质量比为__________。超过400°C,NH4NO3剧烈分解生成N2、NO2和H2O,并发生爆炸,若32g NH4NO3爆炸放出12.3 kJ的热量,则NH4NO3分解爆炸的热化学方程式为______________。
(3)电解NO制备 NH4NO3,其工作原理如图所示,阴极反应式为___________________;电解反应的总方程式为___________________;为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是__________。
NaCN、KCN等氰化物是重要的基本化工原料。用于基本化学合成、冶金等。
(1)用含NaCN(N显一3价)的废水合成黄血盐(K4[Fe(CN)6])的主要工艺流程如图:
①写出NaCN的电子式__________。
②在反应器中发生的主要反应的方程式为 。
③加入碳酸钠溶液主要目的是 。
(2)已知HCN的电离常数Ka=6.2×10-10,浓度均为0.1mol·L-1的NaCN和HCN的混合溶液显 (填“酸”、“碱”或“中”) 性,通过计算说明原因 。
(3)现代开采金矿:先以NaCN溶液浸取粉碎的含金(Au)矿石,通空气,使矿石中的金粒溶解,得到Na[Au(CN)2]( 二氰合金酸钠)溶液;再用锌与Na[Au(CN)2]溶液发生置换反应生成金。金溶解过程中发生的化学方程式为 ;消耗的锌与生成的金的物质的量之比为 。
(4)臭氧(O3)可以将剧毒的NaCN溶液氧化为无毒的NaCNO, 进一步将NaCNO氧化得到N2和NaHCO3,在氧化过程中,1mol O3得到2mole-。若要处理含NaCN0.001mol·L-1103L,至少需要标准状况下的O3 L。
[化学—选修3:物质结构与性质]第ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含第ⅤA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。
(1)砷元素的基态原子价电子排布图为___________________。
(2)氮元素的单质除了N2外,还有N4,则N4中的N原子的轨道杂化方式为________________。
(3)对氨基苯甲醛与邻氨基苯甲醛相比,沸点较高的是_________(填空“前者”或“后者”),原因是_____________。
(4)汽车安全气囊的产生药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质,在NaN3固体中,阴离子的立体构型为_____________。
(5)王水溶解黄金的反应如下:Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO+2H2O,产物中的H[AuCl4]是配合物,它的配位体是____________。
(6)砷化镓属于第三代半导体,它能直接将电能转变为光能,砷化镓灯泡寿命是变通灯泡的100倍,而耗能只有其10%。推广砷化镓等发光二极管(LED)照明,是节能减排的有效举措.已知砷化镓的晶胞结构如图,晶胞参数α=565pm。
①砷化镓的化学式_________________,镓原子的配位数为________。
②砷化镓的晶胞密度=_____________g/cm3(列式并计算),m位置Ga原子与n位置As原子之间的距离为_________pm(列式表示)。