化学与人类社会可持续发展密切相关,能源、环境、工业生产以及日常生活等都离不开化学。
(1)大量使用化石燃料,最直接的危害是造成大气污染,如“温室效应”、“酸雨”等都与大量使用化石燃料有关。为了防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO2,工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。请写出燃烧时,有关“固硫”(不使硫的化合物进入大气)反应的化学方程式________________________;国际上最新采用“饱和亚硫酸钠溶液吸收法”,请写出有关反应的化学方程式_______________________。
(2)氨气也是重要的工业原料,写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式______________。实验室可利用如右图所示装置完成该反应,在实验过程中,除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外,还可观察到有白烟生成,白烟的主要成分是____________________。
(3)三硅酸镁(Mg2Si2O8·nH2O)难溶于水,在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余酸之外,生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面,保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_______________。将0.184 g三硅酸镁加到50 mL 0.1 mo1·L-1盐酸中,充分反应后,滤去沉淀,以甲基橙为指示剂,用 0.1 mo1·L-1NaOH溶液滴定剩余的盐酸,消耗NaOH溶液30 mL,则Mg2Si3O8·nH2O的n值为____________。(注:Mg2Si3O8的摩尔质量为260 g·mol-1)
[化学——选修3:物质结构与性质]
碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态14C原子中,核外存在_______________对自旋相反的电子;
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。
(3)CS2分子中,共价键的类型有 、C原子的杂化轨道类型是 ,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于 晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接 个六元环,每个六元环占有 个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接 个六元环,六元环中最多有 个C原子在同一平面。
[化学——选修2:化学与技术]氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系, 在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①中得到的氧化产物是 。溶解温度应控制在60~70℃,原因是 。
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式 。
(3)步骤⑤包括用pH = 2的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是__________(写名称)。
(4)上述工艺中,步骤⑥不能省略,理由是 。
(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有 (填字母)。
A.分馏塔 8.离心机 C.反应釜 D.框式压滤机
(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品m g,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用a mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗K2Cr2O7溶液b mL,反应中Cr2O72-被还原为Cr3+。样品中CuCl的质量分数为 。
FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是 。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示) 。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1, c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1, c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的PH约为 。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:ClO3-+
Fe2++
=
Cl-+
Fe3++
.
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O Fe(OH)2++H+——K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+——K2
Fe(OH)2++H2OFe(OH)3+H+——K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
(4)FeCl3也可以用作SO2尾气的吸收剂,原理上与NaOH吸收SO2有何不同______________________
(5)电解时,微粒的放电顺序遵循微粒得失电子能力的强弱,SO32—具有强的还原性。用NaOH吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液用碳棒进行电解,写出阳极电极反应_____________________________
( 16分)一定温度下,将3 molA气体和1 molB气体通入一密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g),请填写下列空白:
(1)若容器体积固定为 2 L,反应1 min 时测得剩余1.8 mol A,C的浓度为0.4 mol/L。
①1 min内,B的平均反应速率为__ ______;x为________。
②若反应经2 min达到平衡,平衡时C的浓度________0.8 mol/L(填“大于”、“等于”、“小于”)
③平衡混合物中,C的体积分数为22%,则A的转化率是____ ____。
④改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,起始加入的三种物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应满足的关系式:______ ______。
(2)若维持容器压强不变
①达到平衡时C的体积分数________22%,(填“大于”、“等于”、“小于”);
②改变起始物质加入的量,欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2 倍,则应加入________mol A气体和 ________mol B气体。
在固定容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g)随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
(1)反应的△H 0(填“大于”“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为 。反应的平衡常数K1= 。
(2)100℃时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)降低,经10s又达到平衡。
①T 100℃(填“大于”“小于”),判断理由是 。
②100℃时达到平衡后,向容器中再充入0.20mol NO2气体,新平衡建立后,NO2的体积分数
(填“增大”、“不变”或“减小”)
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是 。