镍是有机合成的重要催化剂。某化工厂有含镍催化剂废品(主要成分是镍,杂质是铁、铝单质及其化合物,少量难溶性杂质)。某学习小组设计如下流程利用含镍催化剂废品制备硫酸镍晶体:
几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀的pH:
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Ni(OH)2 |
开始沉淀 |
3.8 |
2.7 |
7.6 |
7.1 |
完全沉淀 |
5.2 |
3.2[来 |
9.7 |
9.2 |
回答下列问题:
(1)溶液①中含有金属的离子是 。
(2)用离子方程式表示加入双氧水的目的 。
(3)操作b调节溶液范围为3.2~7.1,其目的是 ,固体②的化学式为 。
(4)操作a和c需要共同的玻璃仪器是 。上述流程中,防止浓缩结晶过
程中Ni2+水解的措施是 。
(5)如果加入双氧水量不足或“保温时间较短”,对实验结果的影响是 。
设计实验证明产品中是否含“杂质”: 。(不考虑硫酸镍影响)
(6)取2.000 g硫酸镍晶体样品溶于蒸馏水,用0.2000 mol•L-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液为34.50 mL。反应为Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+。计算样品纯度为 。(已知,NiSO4•7H2O相对分子质量为281,不考虑杂质反应)。
元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在一个晶胞中,X离子的数目______;
②该化合物的化学式为______________;
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是____________;
(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是____________;
(4)Y与Z可形成YZ42-。
①YZ42-的空间构型为____________(用文字描述);
②写出一种与YZ42-互为等电子体的分子的化学式____________;
(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有δ键的数目为________;
晶体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单元称之为晶胞。NaCl的晶胞如图所示,随着科学技术的发展,测定阿伏加德罗常数的手段越来越多,测定精确度也越来越高。现有一简单可行的测定方法,具体步骤如下:①将NaCl固体研细、干燥后,准确称取m g NaCl固体并转移到定容仪器A中。②用滴定管向A仪器中加苯,不断振荡,继续加苯到A仪器的刻度线,计算出NaCl固体的体积为V mL。回答下列问题:
(1)步骤①中仪器A最好用________________(填仪器名称)。
(2)你认为步骤②中是用_________(填“酸式”或“碱式”)滴定管,原因是________________。
(3)能否用胶头滴管代替步骤②中的滴定管__________,其原因是________________。
(4)经X-射线衍射测得NaCl晶体中相邻Na+和Cl-的核间距为acm.则利用上述方法测得的阿伏加德罗常数的数学表达式为NA=________________。
短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是次外层的2倍,Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,Z、W是常见金属,Z的氧化物可做耐火材料,W的简单离子是同周期中离子半径最小的,Q的p能级上有一个未成对电子.试回答下列问题:
(1)比较第一电离能:Z_________W(填“>”、“<”或“=”,后同);电负性:X________Y。
(2)写出Q的价电子排布图_____________,YF3的结构式_____________,
(3)向硫酸铜溶液中逐滴滴入Y的氢化物的水溶液至过量,用离子方程式表示该过程出现的现象变化:答:________________________________________。
W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的电负性在同周期主族元素中最大。
Ⅰ.(1)X位于元素周期表中的位置______________;W的基态原子核外有_________个未成对电子。
(2)X的单质和Y的单质相比,熔点较高的是__________(写化学式);Z的气态氢化物和溴化氢相比,较稳定的是___________(写化学式)。
(3)Y与Z形成的化合物和足量水反应,生成一种弱酸和一种强酸,该反应的化学方程式是 ____________。
Ⅱ.部分化学键的键能见下表:
化学键 |
Si-O |
Si-Cl |
H-H |
H-Cl |
Si-Si |
Si-C |
键能/ kJ•mol-1 |
460 |
360 |
436 |
431 |
176 |
347 |
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“”“”)SiC________Si;SiCl4________SiO2
(2)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),
计算该反应的反应热△H=_________kJ·mol-1。
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)已知拆开1 mol H2、1 mol O2和液态水中1 mol O—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ;CH3OH(g)的燃烧热为627 kJ·mol-1。
则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l)∆H= kJ·mol-1
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)
①该反应平衡常数表达式K= 。
②已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。该反应的∆H 0,(填“>”或“<”)。若温度不变,减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)],则K将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,当下列物理量不再发生变化时,能表明上述可逆反应达到化学平衡的是 。
A.二氧化碳的浓度 | B.容器中的压强 |
C.气体的密度 | D.CH3OCH3与H2O的物质的量之比 |
(3)向澄清的石灰水中通入CO2至溶液中的Ca2+刚好完全沉淀时,则溶液中c(CO32 -)= 。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
(4)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料的燃料电池为电源,以石墨为电极电解500 mL滴有酚酞的NaCl溶液,装置如图所示:请写出电解过程中Y 电极附近观察到的现象 ;当燃料电池消耗2.8L O2(标准状况下)时,计算此时:NaCl溶液的pH= (假设溶液的体积不变,气体全部从溶液中逸出)。