某一反应体系中涉及的反应物和生成物共有4种物质:X、Cl2、NH3、N2。当转移的电子总数为a个时,氮气数量变化了bmol。
(1)阿伏伽德罗常数为 (用含啊a、b的代数式表示)
(2)X可能有两种组成:HCl、NH4Cl,为确定X的化学式,某同学分别取同温同压下体积分别为V1、V2的两种物质(氧化剂与还原剂)充入一恒压、容积可变的密闭容器中,在一定条件下反应完全并恢复到原温后,再测出容器的容积V3。
①若实验结果是________ (用V1、V2与V3间关系来表示,后同) ,则X的化学式一定为HCl。
②若实验结果是_________,则X的化学式为NH4Cl
选考【化学——选修2化学与技术】水处理技术在生产、生活中应用广泛,对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。
(1)水的净化和软化的区别是________。
(2)①生活用水必须保证安全,自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理,这三项处理的正确顺序是_________。
②下列试剂能够用来对自来水进行杀菌消毒,且不会造成二次污染的是_______填字母)。
a.福尔马杯 b.漂白粉 c.氯气 d.臭氧
(3)Na2FeO4是一种新型水处理剂,工业上可用FeSO4制备Na2FeO4其工艺流程如下:
①工业上常用硫酸亚铁作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体,为了达到更好的效果,要将待处理水的pH调到9左右,再加人绿矾。请解释这一做法的原因:________________________。(用必要的离子方程式和文字描述)。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式:____________。
(4)石灰纯碱法是常用的硬水软化方法,已知25℃时Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,现将等体积的Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液混合(假设溶液体积具有加和性),若Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5mol/L,则生成沉淀所需Ca(OH)2溶液的最小浓度为____________。
制烧碱所用盐水需两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,过程如下:
Ⅰ.向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;
Ⅱ.向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤;
Ⅲ.滤液用盐酸调节pH,获得第一次精制盐水。
(1)过程Ⅰ除去的离子是______。
(2)过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20℃/g)如下表,请依据表中数据解释下列问题:
| CaSO4 |
Mg2(OH)2CO3 |
CaCO3 |
BaSO4 |
BaCO3 |
| 2.6×10-2 |
2.5×10-4 |
7.8×10-4 |
2.4×10-4 |
1.7×10-3 |
①过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2的原因为___________________________________。
②过程II之后检测Ca2+、Mg2+及过量Ba2+是否除尽时,只需检测Ba2+即可,原因是____________。
(3)第二次精制要除去微量的I-、IO3-、NH4+、Ca2+、Mg2+,流程示意如下:
①过程Ⅳ除去的离子有______、_______。
②盐水b中含有SO42-。Na2S2O3将IO3- 还原为I2的离子方程式是___________________________。
③过程VI中,产品NaOH在电解槽的______区生成(填“阳极”或“阴极”),该电解槽为______离子交换膜电解槽(填“阳”或“阴”)。
铁是地壳中含量第二的金属元素,其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
(1)铁红与铝粉发生铝热反应可用于焊接钢轨,其化学方程式为_______________;铁红与KNO3、KOH混合加热共融,可制得高铁酸钾(K2FeO4),K2FeO4具有强氧化性,是一种新型高效水处理剂,它在水处理过程中(铁元素被还原为+3价)的两个作用是_________________________。
(2)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:
回答下列问题:
①操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别是____________、______________;
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式____________________;
③煅烧如果不充分,产品中将有Fe2+存在,试设计实验检验产品中有无Fe2+____________。
(3)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定.
a.称取2.850g绿矾(FeSO4•7H2O)产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.
①写出酸性KMnO4溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式____________;
②计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为___________;[已知M(FeSO4•7H2O)=278g/mol]
③滴定达到终点时锥形瓶中溶液颜色变化为________________________。
(4)工业废水中含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的危害,必须进行处理。常用的处理方法是电解法,该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解的进行,阴极附近溶 液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
①用Fe作电极的目的是 。
②阴极附近溶液pH升高的原因是 (用电极反应式解释),溶液中同时生成的沉淀还有 。
PM2.5是连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤.机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
| 离子 |
K+ |
Na+ |
NH4+ |
SO42- |
NO3- |
Cl- |
| 浓度/mol•L-1 |
4×10-6 |
6×10-6 |
2×10-5 |
4×10-5 |
3×10-5 |
2×10-5 |
根据表中数据判断PM2.5试样的pH 。
(2)汽车尾气的排放是城市重要的污染源,尾气含有的NO会破坏臭氧层。利用催化技术可将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应方程式为:2NO+2CO=CO2+N2.为探究某种催化剂对反应速率的影响,t℃时,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
①在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H___________0(填写“>”、“<”、“=”)。
②前2s内的平均反应速率v(N2)=______________。
③在该温度下,反应的平衡常数K=________________。
④假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是________。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积
(3)某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3,装置如下图,电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是 。
选做【化学—物质结构与性质】金属在社会、生活中有着广泛的应用,请回答:
(1)在元素周期表中,铬元素基态原子的电子排布式为 。
(2)NaCl与MgO的熔点 高,原因是 。
(3)Fe(CO)5是一种常见的配合物,可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。
①写出CO的一种常见等电子体分子的电子式 _;该物质内σ键与π键数目之比为 。
②Fe(CO)5在一定条件下发生反应:Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g),已知:反应过程中,断裂的化学键只有配位键,由此判断该反应所形成的化学键类型为 。
(4)已知AlCl3·NH3和AlCl4—中均有配位键。AlCl3·NH3中,提供空轨道的原子是____;在AlCl4中Al原子的杂化轨道类型为 。
(5)金属铝的晶胞结构如图甲所示,原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。则晶体铝中原子的堆积方式为_ __。已知:铝原子半径为d cm,摩尔质量为M g·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ= 。