铝及其化合物用途广泛,研究其性质具有重要意义。
(1)铝离子的结构示意图为 。
(2)美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺,过程如图1所示:
图1 图2
① 铝镓合金与水反应的化学方程式为______________________。
② 该工艺过程中,能量的转化形式分别有_______________(填“什么能转变为什么能”)。
③ 该工艺过程总反应的实质是_____________________。
(3)室温下,往0.2 mol/LAl2 ( SO4)3溶液中逐滴加入1.0 mol/L NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图2所示。解释c→d过程中pH增大且幅度较大的原因(请结合必要的化学用语)_____________________。
将过量的氨水加到硫酸铜溶液中,溶液最终变成深蓝色,继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为 ;[Cu(NH3)4]SO4·H2O中,与Cu2+形成配位键的原子是 (填元素符号)。
(2)乙醇分子中O原子轨道杂化类型为 。与NH3互为等电子体的一种阳离子为 (填化学式)。
(3)N、O、S第一电离能由大到小的顺序为 。
(4)某含有结晶水的铜的氯化物的晶胞结构如右图所示,该化合物的化学式是 。
硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化剂或氯磺化剂,用于制作药品、染料、表面活性剂等。有关物质的部分性质如下表:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
其它性质 |
SO2Cl2 |
-54.1 |
69.1 |
①易水解,产生大量白雾 ②易分解:SO2Cl2 SO2↑+Cl2↑ |
H2SO4 |
10.4 |
338 |
吸水性且不易分解 |
实验室用干燥而纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯,装置如图所示(夹持仪器已省略),请回答有关问题:
(1)仪器A冷却水的进口为 (填“a”或“b”)。
(2)仪器B中盛放的药品是 。
(3)实验时,装置丁中发生反应的离子方程式为 。
(4)装置丙的作用为 ,若缺少装置乙,则硫酰氯会水解,该反应的化学方程式为 。
(5)少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解获得,该反应的化学方程式为:2ClSO3H=H2SO4 + SO2Cl2,此方法得到的产品中会混有硫酸。
①从分解产物中分离出硫酰氯的方法是 。
②请设计实验方案检验产品中有硫酸(可选试剂:稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸馏水、石蕊溶液): 。
酮洛芬是一种良好的抗炎镇痛药,可以通过以下方法合成:
(1)酮洛芬中含氧官能团的名称为 和 。
(2)化合物E的结构简式为 ;由C→D的反应类型是 。
(3)写出B→C的反应方程式 。
(4)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式 。
Ⅰ、能发生银镜反应;Ⅱ、与FeCl3发生显色反应;III、分子中含有5种不同化学环境的氢
(5)请写出以甲苯和乙醇为原料制备化合物的合成路线流程图(无机试剂可任选)。合成路线流程图示例如图:
(1)汽车排气管内安装的催化转化器,可使尾气中主要污染物(NO和CO)转化为无毒的大气循环物质。已知:
①N2(g)+O2(g)="2NO(g)" ΔH=+180.5 kJ·mol-1
②2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ΔH=-221.0 kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
则该反应的热化学方程式为:________________。
(2)NO2与SO2混合可发生反应:NO2+SO2SO3+NO。
I.在100℃1molNO2与1molSO2的混合气体置于绝热恒容密闭容器中发生上述反应,
①正反应速率随时间变化的趋势如图所示,则下列说法正确的是___________(填字母)。
A.反应在c点达到平衡状态 |
B.反应物浓度:a点小于b点 |
C.反应物的总能量高于生成物的总能量 |
D.△t1=△t2时,SO2的消耗量:a~b段大于b~c段 |
E.当反应达到平衡时,继续充入1molNO2,则NO的体积分数变小
②判断此反应达到平衡的标志是_______
A 体系的压强不再发生变化
B 混合气体的密度不变
C 混合气体的平均相对分子质量不变
D 各组分的物质的量浓度不再改变
E 体系的温度不再发生变化
F v(NO2)正=v(NO)逆
II.在常温时,维持体系总压强P恒定,体积为V升的1molNO2与1molSO2的混合气体于密闭容器发生上述反应,已知NO2的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=_____________(用α,V等符号表示)。
(3)熔融盐燃料电池具有较高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。试回答下列问题:
①该燃料电池正极电极反应式为:______________。
②25℃时,某学生想用该燃料电池电解一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解,当电路中有amol电子转移时,溶液中析出mgNa2SO4·10H2O晶体。若温度不变,在剩余溶液中溶质的质量分数为__________,消耗掉的丁烷在标准状况下的体积为______________。
近年来,我国的电子工业迅速发展,造成了大量的电路板蚀刻废液的产生和排放.蚀刻液主要有酸性的(HCl-H2O2)、传统的FeCl3型(HCl-FeCl3)等方法。蚀刻废液中含有大量的Cu2+,废液的回收利用可减少铜资源的流失。几种蚀刻废液的常用处理方法如下:
(1)FeCl3型酸性废液用还原法处理是利用Fe和Cl2分别作为还原剂和氧化剂,可回收铜并使蚀刻液再生。发生的主要化学反应有:Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2H+=Fe2++H2↑,还有__________、__________(用离子方程式表示).
(2)HCl-H2O2型蚀刻液在蚀刻电路板过程中发生的化学反应用化学方程式可表示为:______________。
(3)处理H2O2型酸性废液回收Cu2(OH)2CO3的过程中需控制反应的温度,当温度高于80℃时,产品颜色发暗,其原因可能是______________.
用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置,足见化学对现代物质文明的重要作用。例如:
(1)计算机芯片的主要成分是 ;
(2)光导纤维的主要成分是 ;
(3)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 。
物质的性质决定了物质的用途,下面列出了金属的几种性质:①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。
(1)用铝定制成包装用的铝箔 ;
(2)用铝制成的高压铝锅 ;
(3)用铁粉回收照相业废液中的银 ;
(4)电信业中大量使用的铜丝、金属电缆 。
在铝质易拉罐中收集满CO2气体,然后在其中倒入10mL浓NaOH溶液,并迅速用胶带将易拉罐口封住,能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了,可经过一段时间之后,又观察到的现象是_________。易拉罐变瘪的原因是__________________;产生后一现象的原因是__________________ 。写出反应过程中的两个离子方程式 ; 。
某些天然气开采中含有H2S气体,为了安全、有效地利用这一资源,提高经济价值,工业上可以采取多种处理方式。
Ⅰ.吸收:
(1)加工过程中常用氨水吸收H2S,产物为NH4HS,请写出对应的化学方程式: 。
Ⅱ.再利用:加工过程中产生的H2S废气可用来制H2,既廉价又环保。工业上采用以下两种方法制备H2
1高温热分解法
已知:H2S(g)H2(g)+S(g) △H
在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L-1测定H2S的转化率,结果见图。请回答:
(2)△H 0(填 “>”或者“<”),你判断的依据是: 。
ii.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,
(3)据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________
2电化学法
已知:该法制氢过程的示意图如右,FeCl3溶液可作为H2S的吸收液。
请回答:
(4)反应池中发生反应的离子方程式为_____________。
(5)请结合化学用语解释说明该装置能够产生H2的原因 。
(6)该装置除了能够制氢外,还具有何种优点?请你评价 。
Al2O3在工业上用途广泛。
(1)Al在元素周期表中的位置 。
(2)元素X、Y均与Al位于同一周期,其中X、Y元素原子半径分别是该周期中最大的和最小的,写出XY的电子式 ,写出X元素的最高价氧化物对应的水化物与Al2O3反应的化学方程式 。
(3)Al2O3是制备二甲醚(CH3OCH3)的反应中的重要催化剂。
已知由H2、CO制备二甲醚过程为:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1
写出由H2、CO制备二甲醚的总的热化学方程式 。
25时,现有浓度均为0.10 mol/L的四种溶液:①氨水 ②NaOH溶液 ③CH3COOH溶液 ④盐酸。请回答:
(1)①溶液中c(H+) c(OH-) (填“>”、“<”或“=”)。
(2)醋酸的电离方程式是 。
(3)①对水的电离平衡产生的影响是 ,理由是 。
(4)溶液②和溶液③等体积混合后所得溶液显碱性,原因是 (用离子方程式表示)。
某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案,实现废物综合利用,方案如图所示。
已知:298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
Fe2+ |
6.34 |
9.7 |
Fe3+ |
1.48 |
3.2 |
Zn2+ |
6.2 |
8.0 |
请回答下列问题:(1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,这是由于相同温度下:Ksp(CuS) Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。
(2)你认为在除铁过程中选用下列物质中的 (填序号)作为试剂甲是比较合适的。
A.KMnO4 B.HNO3 C.H2O2 D.Cl2
(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在 范围之间。
(4)请写出加甲物质后,加入氨水控制调节溶液的pH生成Fe(OH)3反应的离子方程式 。
(5)298K时残留在乙溶液中的c(Fe3+)在 mol/L以下。Fe(OH)3的KSP= 2.70×10-39
(6)乙的溶液可直接用作氮肥,则乙的化学式是 。
(7)请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式