(7分)实验证明,以下六种物质是一个氧化还原反应的反应物和生成物:NO、FeSO4、H2O、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3。(1)这六种物质中,反应物是____________;被还原的元素是____________。(2)若该反应是恰好完全反应,且收集到NO的体积为4.48L(标况时),测得反应后溶液的体积为250mL。反应过程中转移的电子数为___________;所得溶液中SO42-的物质的量浓度为________mol·L-1。
【化学——选修3:物质结构与性质】 磷元素在生产和生活中有广泛的应用。 (1)P原子价电子排布图为__________________________。 (2)四(三苯基膦)钯分子结构如下图: P原子以正四面体的形态围绕在钯原子中心上,钯原子的杂化轨道类型为___________;判断该物质在水中溶解度并加以解释_______________________。该物质可用于右上图所示物质A的合成:物质A中碳原子杂化轨道类型为__________________;一个A分子中手性碳原子数目为__________________。 (3)在图示中表示出四(三苯基膦)钯分子中配位键: (4)PCl5是一种白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148 ℃液化,形成一种能导电的熔体,测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正六面体形阴离子,熔体中P-Cl的键长只有198 nm和206 nm两种,这两种离子的化学式为 ;正四面体形阳离子中键角小于PCl3的键角原因为__________________;该晶体的晶胞如右图所示,立方体的晶胞边长为a pm,NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为_________g/cm3。 (5)PBr5气态分子的结构与PCl5相似,它的熔体也能导电,经测定知其中只存在一种P-Br键长,试用电离方程式解释PBr5熔体能导电的原因 。
工业生产硝酸铵的流程如下图所示: (1)硝酸铵的水溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”);其水溶液中各离子的浓度大小顺序为 。 (2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H < 0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如下图。 ①曲线a对应的温度是 。 ②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是 。
E.如果N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,N点的化学平衡常数K ≈ 0.93 L2/mol2 (3)尿素[ CO(NH2)2 ]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应: 第一步:2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=-272 kJ·mol-1 第二步:H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138 kJ·mol-1 写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式: 。 (4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下左图所示: ①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第_________步反应决定,总反应进行到_________min时到达平衡。 ②在上右图中画出第二步反应的平衡常数K随温度的变化的示意图。 (5)电解尿素[ CO(NH2)2 ]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时,阳极的电极反应式为______________________。
Ni元素化合物在生活中有非常重要的应用。纳米NiO可以制备超级电容器,NiOOH是制作二次电池的重要材料。现以NiSO4为原料生产纳米NiO和NiOOH流程如下:(1)制备NiOOH过程中,NiSO4溶液配制方法__________________;过滤、洗涤后,得到Ni(OH)2固体,如何证明Ni(OH)2已经完全洗净______________;NaClO氧化Ni(OH)2的离子方程式为_________________。(2) 已知Ksp[Ni(OH)2] = 2×10-15。室温下,欲加入一定量 NaOH固体使1L 含有0.001 mol·L-1的NiSO4和0.0001 mol·L-1的H2SO4溶液中残留c(Ni2+)≤2×10-7 mol·L-1,并恢复至室温,所加入的NaOH的固体质量至少为________g。(3)NH3·H2O的浓度对纳米NiO的产率产生很大影响。右图为NiSO4的物质的量一定时,不同的反应物配比对纳米氧化镍收率的影响。请解释反应物NH4HCO3 和NiSO4的物质的量比在2.5至4.0时,收率升高的原因__________________。(4)制备纳米 NiO 时,加入一些可溶于水的有机物(如:吐温—80)能制得更优质的纳米材料,原因是__________________。(5)沉降体积是超细粉体的一个重要参数,若颗粒在液相中分散性好,则沉降体积较小;若颗粒分散性较差,则易引起絮凝沉降体积较大。右图是吐温—80 的加入量与前体在液体石蜡中沉降体积的关系曲线。通过右图分析,吐温—80的最佳加入量为__________mL。(6)NiOOH是制备镍镉电池的原料,某镍镉电池的总反应为Cd+2NiOOH + 2H2OCd(OH)2+ 2Ni(OH)2该电池放电时正极电极反应式为______________________________。
【选修3:物质结构与性质】金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。(1)Ti基态原子的电子排布式为____________________________。(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性:C________(填“>”或“<”,下同)B;第一电离能:N________O,原因是_________________________。(3)月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4。SO42-的空间构型为_________________形,其中硫原子采用______________杂化,写出SO42-的一种等电子体的化学式:______________________。(4)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3,CaTiO3的晶体结构如图所示(Ti4+位于立方体的顶点)。该晶体中,Ti4+和周围___________个O2-相紧邻。(5)Fe能形成多种氧化物,其中FeO晶胞结构为NaCl型。晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷,晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响。由于晶体缺陷,在晶体中Fe和O的个数比发生了变化,变为FexO(x<1),若测得某FexO晶体密度为5.71 g·cm-3,晶胞边长为4.28×10-10 m,则FexO中x=__________(用代数式表示,不要求算出具体结果)。
【选修2:化学与技术】锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示: 回答下列问题: (1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为___________。 (2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的____________________操作。 (3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为___________ ,其作用是__________________。 (4)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极逸出的气体是________。 (5)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省略了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为___________。