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【题目】第四周期有18种元素,其相关化合物在化工、医药、材料等领域均有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)基态钙原子核外电子云形状为____________,电子占据的最高能层符号是____________。
(2)五氧化二钒(V2O5)是硫酸工业中重要的催化剂,基态钒原子的价电子排布式为____________。
(3)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,其中“亚铁”是关键成分,K3[Fe(CN)6]溶液是检验Fe2+的试剂,1molCN-中含π键的数目为____________,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成Fe3+,从结构角度来看,Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是____________。
(4)镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为____________(用元素符号表示);其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维渗杂剂,其熔点为-49.5℃,沸点为83.1℃,则其晶体类型为____________,中心原子的杂化类型为____________;砷酸酸性弱于硒酸,从分子结构的角度解释原因____________;砷化硼是一种新型材料,或成为最好的热导体,其结构与金刚石相似,已知砷化硼晶胞参数为bpm,则该晶体的密度为____________ g ·cm-3。(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
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【题目】氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应 | 大气固氮 N2(g)+O2(g) | 工业固氮 N2(g)+3H2(g) | |||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 400 | 450 |
K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×108 | 0.507 | 0.152 |
①分析数据可知:大气固氮反应属于_______(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:现代工业生产不采用“大气固氮”原理的原因:_______。
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因______________。
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是____(填“A”或“B”);比较P1、P2的大小关系_______。
(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是__________。
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(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)
4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=________。(已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)
2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1)
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【题目】相同质量的SO2和SO3,它们之间的关系正确的是
A. 所含硫原子的物质的量之比为1:1 B. 所含氧原子的物质的量之比为3:2
C. 氧元素的质量比为6: 5 D. 硫元素的质量比为5:4
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【题目】A、B两元素为同一周期ⅡA族和ⅢA族元素,若A元素的原子序数为x,则B元素的原子序数可能为:( )
①x+1 ②x+8 ③x+11 ④x+18 ⑤x+25 ⑥x+32
A.②④⑥B.①③⑥C.①②③④D.①③⑤
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【题目】VL Al2(SO4)3溶液中含a g Al3+,从中取出V/2L,并稀释至V L,则稀释后SO42—的物质的量浓度为
A. a/(54V)mol·L—1 B. a/(18V)mol·L—1 C. a/(36V)mol·L—1 D. a/(27V)mol·L—1
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【题目】工业上利用氯碱工业中的固体废物盐泥(主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4,除此之外还有NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等。)与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁,产率高,既处理了三废,又有经济效益。其工艺流程如下:
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已知:
i)部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物 | Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
pH值(完全沉淀) | 10.02 | 8.96 | 3.20 | 4.70 | 11.12 |
ii)两种盐的溶解度图(单位为g/100g水)
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根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度图,请回答下列问题。
(1)酸解时,加入的酸为____________,在酸解过程中,想加快酸解速率,请提出两种可行的措施____________、____________。
(2)加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,该反应的离子方程式是____________。
(3)本工艺流程多次用到抽滤操作,其优点在于____________,四次抽滤时:抽滤①所得滤渣A的成分为____________、CaSO4;抽滤②所得滤渣B的成分为MnO2、____________、____________;抽滤③所得滤液C中主要杂质阳离子的检验方法是____________;抽滤④将产品抽干。
(4)依据溶解度曲线,操作M应采取的方法是适当浓缩,____________。
(5)每制备1吨MgSO4·7H2O,需要消耗盐泥2吨。若生产过程中的转化率为70%,则盐泥中镁(以氢氧化镁计)的质量分数约为____________。
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【题目】实验室需要0.3 mol·L-1 NaOH溶液480 mL和一定浓度的硫酸溶液。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
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(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是___(填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是___(填仪器名称)。
(2)在配制NaOH溶液时:
①根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为________g;
②若NaOH溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则所得溶液浓度________(填“>”、“<”或“=”)0.3 mol·L-1。
(3)实验室采购了98%(ρ=1.84gcm﹣3)的硫酸配制3.68molL﹣1的硫酸溶液500mL需准确量取98%的硫酸_____mL;
(4)该同学实际配制硫酸溶液的浓度为3.50 mol·L-1,原因可能是___________(填序号)。
A.用胶头滴管加水时俯视刻度 B.容量瓶中原来存有少量水
C.稀释硫酸的烧杯,溶液转移后未洗涤 D.用胶头滴管加水定容时仰视刻度
(5)若在滴加蒸馏水时,不慎超过了刻度线,此时应如何处理?______________。
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【题目】COS 和H2S 是许多煤化工产品的原料气。已知:
Ⅰ.COS(g)+H2(g)
H2S(g)+CO(g) ΔH=X kJ·mol-1;
I.CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH=-42 kJ·mol-1;
(1)断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如下表所示:
分子 | COS(g) | H2(g) | CO(g) | H2S(g) | H2O(g) | CO2(g) |
能量/kJ·mol-1 | 1321 | 440 | 1076 | 680 | 930 | 1606 |
则X=_____________________。
(2)向10 L容积不变的密闭容器中充入1mol COS(g)、1mol H2(g)和1mol H2O(g),进行上述两个反应,在某温度下达到平衡,此时CO的体积分数为4%,且测得此时COS的物质的量为0.80mol,则该温度下反应I的平衡常数为_________________(保留两位有效数字)
(3)现有两个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器M、N,在M 中充入1mol CO和1molH2O,在N 中充入1molCO2和1molH2,均在700℃下开始按Ⅱ进行反应。达到平衡时,下列说法正确的是_________。
A.两容器中CO 的物质的量M>N
B.两容器中正反应速率M
C.容器M 中CO的转化率与容器N 中CO2的转化率之和小于1
D.两容器中反应的平衡常数M>N
(4)氢硫酸、碳酸均为二元弱酸,其常温下的电离常数如下表:
H2CO3 | H2S | |
Ka1 | 4.4× 10-7 | 1.3×10-7 |
Ka2 | 4.7× 10-11 | 7.1×10-15 |
煤的气化过程中产生的H2S 可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为______________;常温下,用100mL0.2mol·L-1InaOH溶液吸收448mL(标况)H2S气体,反应后溶液中离子浓度从大到小的顺序为__________________________________。
(5)25℃时,用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+两种金属离子 (M2+),所需S2-最低浓度的对数值1gc(S2-)与Igc(M2+
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①25℃时Ksp(CuS)=_______________。
②25℃时向50mL的Sn2+、Cu2+浓度均为0.01mol/L的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,当Na2S溶液加到150mL时开始生成SnS沉淀,则此时溶液中Cu2+浓度为_____________mol/L。
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【题目】氮化镓(GaN)被称为第三代半导体材料,其应用已经取得了突破性的进展。
已知:(i)氮化镓性质稳定,不与水、酸反应,只在加热时溶于浓碱。
(ii)NiCl2 溶液在加热时,先转化为Ni(OH)2,后分解为NiO。
(iii)制备氮化镓的反应为:2Ga+2NH3
2GaN+3H2
某学校化学兴趣小组实验室制备氮化镓,设计实验装置如图所示:
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设计实验步骤如下:
①滴加几滴NiCl2 溶液润湿金属镓粉末,置于反应器内。
②先通入一段时间后的H2,再加热。
③停止通氢气,改通入氨气,继续加热一段时间。
④停止加热,继续通入氨气,直至冷却。
⑤将反应器内的固体转移到盛有盐酸的烧杯中,充分反应过滤、洗涤、干燥。
(1)仪器X中的试剂是___________,仪器Y的名称是__________________。
(2)指出该套装置中存在一处明显的错误是________________________。
(3)步骤①中选择NiCl2 溶液,不选择氧化镍的原因是____________________。
a.增大接触面积,加快化学反应速率
b使镍能均匀附着在镓粉的表面,提高催化效率
c.为了能更好形成原电池,加快反应速率
(4)步骤③中制备氮化镓,则判断该反应接近完成时观察到的现象是____________________。
(5)请写出步骤⑤中检验产品氮化镓固体洗涤干净的操作________________________。
(6)镓元素与铝同族,其性质与铝类似,请写出氮化镓溶于热NaOH溶液的离子方程式:______________________。
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