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1、工业上可由菱锌矿(主要成分
ZnCO3 , 还含有Ni、Cd、Fe、Mn等元素)制备ZnO。工艺如图所示:
已知:①“溶浸”后的溶液pH=1,所含金属离子主要有:Zn2+、Fe3+、Cd2+、Mn2+、Ni2+。
②弱酸性溶液中KMnO4氧化Mn2+时,产物中含Mn元素物质只有MnO2。
③氧化性强弱顺序:Ni2+>Cd2+>Zn2+。
④相关金属离子[c(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Cd2+
Mn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.0
7.4
8.1
6.9
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.0
9.4
10.1
8.9
回答下列问题:
(1)、基态Zn原子的价电子排布式为 , ZnO溶于氨水生成[Zn(NH3)4]2+ , 1 mol [Zn(NH3)4]2+共有mol的σ键。(2)、①“溶浸”过程中,为了提高浸出率,可采取的措施是。(写一条即可)②“调pH”时,可替代ZnO的一种含锌化合物是。(用化学式表示)
③“调pH”时,若pH=5.5,此时溶液中Zn2+的最大浓度c=mol/L。
(3)、写出“氧化除杂”时KMnO4溶液与Mn2+反应的离子方程式。(4)、“还原除杂”除去的离子是 , 加入的还原剂是。(5)、“沉锌”时生成ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O (碱式碳酸锌)沉淀,该沉淀“高温灼烧”后获得ZnO。氧化锌的一种晶体的晶胞是立方晶胞(如图1所示),其中与锌原子距离最近的O原子数有个,请在图2中画出该晶胞沿z轴方向的平面投影图。 -
2、次氯酸盐是常用的水处理剂。有效氯含量(COAC)指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯气量,单位为 mol/L;物质氧化性越强,氧化还原电位(ORP)越高;相同条件下,次氯酸的氧化性大于次氯酸盐。温度及pH对Ca(ClO)2溶液有效氯含量(COAC)及氧化还原电位的影响。(1)、在不同温度下,用0.2 mol/L乙酸溶液调节pH得到Ca(ClO)2溶液COAC、ORP的关系如图1室温(25 ℃)、图2(70 ℃)所示。
图1 图2
①由图1可知,随着少量乙酸的滴入,Ca(ClO)2溶液的pH在(填“增大”或“减小”)。
②Ca(ClO)2溶液用于消毒时适宜的条件:温度为(填字母,下同)、pH为。
A. 25 ℃ B. 70 ℃ C. 5.75 D. 6.85
(2)、某小组探究70 ℃时,pH及稳定剂对NaClO溶液有效氯含量的影响。甲同学设计实验方案如下:序号
硅酸钠的质量分数
碳酸钠的质量分数
初始COAC
pH
12 h后COAC
12 h后COAC/初始COAC
1
0
0
1 794
8.53
1 218
0.679
2
0
0
1 794
8.63
1 288
0.718
3
0.9%
0.6%
1 794
13.44
1 676
0.935
4
1.5%
0
1 834
13.76
1 597
0.871
5
0
1.5%
1 834
13.66
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a
①设计实验1和2的目的是。
②实验5中的a0.935(填“大于”“小于”或“等于”)。
③根据实验3~5,可得出的结论是。
④下列物质中最适宜作为NaClO溶液稳定剂的是(填字母)。
A. MgCl2 B. NaCl C. Na2S D. CH3COONa
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下被ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、 (绿色)、 (紫色)。
ⅱ.浓碱条件下,可被OH-还原为。
ⅲ.NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验记录如下:
序号
Cl2的吸收液
C中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
Ⅰ
10mL水+5滴0.1mol/L MnSO4溶液
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ
10mL5% NaOH溶液+5滴0.1mol/L MnSO4溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ
10mL40% NaOH溶液+5滴0.1mol/L MnSO4溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(3)、根据资料ⅱ,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因。原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①离子方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因: , 但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为 , 溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被(填化学式)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因:。
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3、环氧乙烷(
)可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷(
)的装置如图所示:
已知:
下列说法正确的是( )
A、电极接电源负极 B、制备环氧乙烷,电极区产生 C、电极区的反应方程式为:D、电解完成后,将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
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4、生活处处有化学。下列生活应用中涉及反应的离子方程式书写正确的是( )A、含氟牙膏防治龋齿: B、厨房里用食醋清洗煮水壶的水垢: C、用石灰乳制漂白粉: D、用氯化铁溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:
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5、原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素形成化合物 , 其中X、Y、Z为主族元素。X最外层电子数是内层电子数的两倍,Y的简单气态氢化物能使酚酞溶液变红,的3d轨道电子数为半满。下列说法正确的是( )A、Z和W一定位于同周期 B、原子半径:Z>X>Y C、四种元素基态原子中未成对电子数最多的是Y D、该化合物属于配合物,其内界键与键的数目之比1∶2
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6、中国科学院天津工业生物技术研究所科研团队在实验室里首次实现了以为原料人工合成淀粉,其合成路线如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A、标准状况下,中含有的中子数为 B、中共面的原子数目最多为 C、60g HCHO和混合物中含有的原子数目为 D、中含有键数目为7NA
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7、微型实验药品用量少,绿色环保。如图所示为探究性质的微型实验,滤纸①~④分别浸泡了相关试剂,实验时向试管中滴入几滴浓硫酸。下列说法正确的是( )A、滤纸①先变红后褪色,体现了具有漂白性和酸性氧化物的性质 B、滤纸②、③褪色均证明具有还原性 C、滤纸④上有黄色固体生成,证明具有氧化性 D、若滤纸④上析出了固体,则在滤纸④上发生的反应转移了电子
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8、乌头酸是一种有机酸,主要存在于植物中,其结构简式如图所示。下列关于乌头酸的说法错误的是( )A、化学式为C6H6O6 B、能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C、含1 mol乌头酸的溶液最多可消耗3 mol NaOH D、能发生酯化反应、加成反应和水解反应
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9、微生物燃料电池能在较低的有机负荷下将化学能转化为电能,可用于有机污染的生物修复,其反应原理如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )A、a极是电池负极 B、电子从极经电解质溶液流向极 C、向极移动 D、若“有机物”是甲烷,则a极每产生 , 转移电子数为
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10、下列实验装置和操作均正确的是( )
A.制取并收集氨气
B.用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸
C.用乙醇提取溴水中的溴
D.牺牲阳极法保护铁
A、A B、B C、C D、D -
11、化学无处不在,下列有关说法正确的是( )A、打开汽水瓶盖有大量气泡冒出,可用勒夏特列原理解释 B、淀粉、纤维素、油脂均属于天然高分子 C、炒菜后铁锅不及时清理容易生锈,因为潮湿环境中铁锅发生析氢腐蚀 D、向鸡蛋清溶液中加入食盐,有白色沉淀析出,因为食盐能使蛋白质变性
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12、下列化学用语的表达正确的是( )A、H2S的电子式为
B、BaSO4的电离方程式为BaSO4⇌Ba2++ C、中子数为10的氧的同位素为18O D、基态O原子核外电子轨道表示式:
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13、回首百年征程,我国在科技领域不断创新和超越,向世界展示了一张张“中国名片”。下列说法正确的是( )A、华为麒麟芯片的主体材料属于金属晶体 B、首创了从二氧化碳到淀粉的合成,原料和产品均属于氧化物 C、“神舟十六号”返回舱外表的陶瓷材料具有耐高温、抗腐蚀功能 D、“天问一号”着陆火星,探测到火星陨石中含有的和的化学性质不同
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14、近几年达拉非尼在肿瘤适应症的拓展应用方面取得了较大的进展,达拉非尼的合成路线如下。
已知:①
不稳定,易脱水生成
②-NO2-NH2
回答下列问题:
(1)、反应物A中官能团名称为。(2)、写出化合物H与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式。(3)、C→E的反应类型为 , 列举一种该反应中除了E以外的有机产物在生活或生产上的应用。(4)、M为D的同系物,且比D多一个碳,符合下列条件的M的同分异构体有种。①含苯环②只有一种官能团③不含
结构
其中核磁共振氢谱图有3组峰的结构简式为:。
(5)、有关G→达拉非尼路线中,下列说法正确的是____。A、G→I是为后续引入氨基做准备 B、达拉非尼分子中所有碳原子杂化方式相同 C、达拉非尼分子核磁共振氢谱有11组峰 D、化合物G可发生加成反应、氧化反应(6)、以为原料合成化合物
(无机试剂任选),基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①第二步为氧化反应,其有机产物的结构简式为:。
②相关步骤涉及取代反应,其化学方程式为:。
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15、汞及其化合物在催化、科学研究等方面具有重要应用。(1)、HgO可作为光催化剂降解有机染料污染物(如罗丹明B,以下简称B)。
①在三组100mL12mg•L-1的B溶液中分别加入0.075gHgO,在不同波长的可见光照射下做光催化活性测试,溶液中某时刻B的浓度c与初始浓度c0的比值随光照时间t的变化如下图所示,三条曲线产生差异的原因可能是。
②0~15min内,470nm可见光照射下B的降解速率为mg•L-1•min-1。
(2)、乙炔(HC≡CH)能在汞盐溶液催化下与水反应生成CH3CHO,反应历程及相对能垒如下图所示。①从上图可知,CH2=CHOH(aq)→CH3CHO(aq) ∆H=(用相对能量E表示)。
②下列说法正确的是。
A.本反应历程涉及的物质中,CH2=CHOH最不稳定
B.过程①中,Hg2+的空轨道接受水分子中氧原子的孤对电子
C.该反应历程中,存在非极性键的断裂和形成
D.增大压强和乙炔的浓度均能加快反应速率,并且增大乙炔的平衡转化率
(3)、常温下,Hg2+与Cl-的配合物存在如下平衡:HgClHgClHgCl2HgCl+Hg2+ , 含Hg微粒的分布系数δ与lgc(Cl-)的关系如下图所示:已知:平均配位数
①图中能代表HgCl2曲线是(填字母),平衡常数K4=。
②在P点,溶液中c(HgCl2):c(Hg2+)=(写出计算过程)。
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16、催化裂化(FCC)是石油精炼中最重要的转化之一、FCC催化剂中含有多种金属元素,一种针对FCC废催化剂(含较多的CeO2、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质,固载在玻璃纤维上)综合回收利用的工艺流程如下:
已知:①CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液;②常温下Ksp[Fe(OH)2]=4.0×10-16 , Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38 , Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-33 , lg2=0.3。
回答下列问题:
(1)、已知基态Ce原子价层电子排布式为4f15d16s2 , 它有个未成对电子,它的最高正化合价为。(2)、物质X为 , 若利用pH传感器监测反应2,当pH=时,Fe3+已沉淀完全(c(Fe3+)≤1×10-5时视为沉淀完全)。(3)、反应3的化学反应方程式为 , 其中H2O2的作用与反应1中的H2O2作用(填“相同”或“不相同”)。H2O2中O的杂化方式为杂化。(4)、从溶液中获得NH4Al(SO4)2·H2O晶体的“一系列操作”包括、过滤、洗涤、常温晾干。(5)、氧化铈(CeO2)是一种重要的光催化材料,光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示,则每个CeO2-x晶胞中Ce4+个数为。 -
17、探究配制不同金属离子—氨配体溶液的差异性,实验操作及现象如下:
实验序号
操作
现象
实验i:[Cu(NH3)4]2+的配制
实验i-a
在试管内混合CuSO4溶液和NaOH溶液,再加入过量的2mol/LNH3·H2O
产生蓝色沉淀,加入NH3·H2O后沉淀少部分溶解,溶液变浑浊,静置后上层为深蓝色溶液。
实验i-b
在试管内混合CuSO4溶液和NaOH溶液,再加入过量的6mol/LNH3·H2O
产生蓝色沉淀,加入NH3·H2O后沉淀大部分溶解,溶液变浑浊,静置后上层为深蓝色溶液。
实验i-c
在试管内混合CuSO4溶液和NH3·H2O溶液,再加入过量的2mol/LNH3·H2O
产生蓝色沉淀,加入NH3·H2O后沉淀完全溶解,得到澄清的深蓝色溶液。
实验ii:[Co(NH3)6]2+的配制
实验ii-a
在试管内混合CoCl2溶液和过量6mol/LNH3·H2O
得到浅青色沉淀,沉淀未见明显溶解。
实验ii-b
在试管内混合CoCl2溶液和过量14mol/LNH3·H2O
得到浅青色沉淀,沉淀未见明显溶解。
资料:①Co(OH)2为浅青色沉淀
②[Co(NH3)6]2+溶液为红色,在活性炭催化下转化为橙黄色的[Co(NH3)6]3+溶液
(1)、实验i-a中生成蓝色沉淀的离子方程式为。(2)、研究认为实验i-a中蓝色沉淀中还有Cu2(OH)2SO4成分,其可以溶于稀酸。检验蓝色沉淀中不止含Cu(OH)2的实验操作为:将蓝色沉淀过滤,充分洗涤后,。(填后续操作和现象)(3)、对比实验i-a和实验i-c中再加入过量氨水前的现象,推测NH4+对[Cu(NH3)4]2+生成有一定促进作用。设计如图所示实验:在1、2试管内分别完成对实验i-a的重复,再分别加入不同试剂。实验现象证实了预测,则x的化学式是 , c=。(4)、从平衡移动角度,结合化学用语,解释NH4+对[Cu(NH3)4]2+生成有一定促进作用的原因。(5)、针对实验ii未能成功配制[Co(NH3)6]2+溶液,结合以上分析,提出改进方案:①在实验ii-a的基础上继续加入 , 即可成功配制。
②验证配制成功的操作及实验现象是:;反应的离子方程式为:。
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18、2024年,吉林大学科学团队采用等离子体Au纳米粒子(可吸收可见光,产生电子)修饰的缺陷氮化碳(Au-Nv-C3N4)光电正极,建立了一种新型双功能辅助Li-N2电池系统,总反应为6Li+N2=2Li3N,结构示意图和光电正极的工作原理如图所示,下列说法正确的是( )A、Nv可以捕获光生电子用于氧化N2 B、放电时,电流由a电极沿导线流向b电极 C、产生1A•h电荷量时,生成Li3N的质量与消耗N2的质量比为5:2 D、用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗0.7gLi时,铅酸蓄电池消耗0.9g水
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19、由下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
实验操作
现象
结论
A
将溴丁烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
酸性高锰酸钾溶液褪色
可证明产生的气体中有烯烃
B
在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡
石蜡熔化呈椭圆形
说明物质X
非晶体
C
碳与二氧化硅在高温下反应
有单质生成
非金属性:
D
向盛有固体的试管中加入溶液
白色固体溶解
促进的沉淀溶解平衡向溶解方向移动
A、A B、B C、C D、D -
20、在甲、乙均为1L的恒容密闭容器中均充入2molNO和2molCO,在恒温和绝热两种条件下仅发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ∆H=-747kJ/mol,测得压强变化如图所示。下列说法错误的是( )A、甲容器中的反应条件为绝热 B、乙容器中0~4min内υ(NO)=0.4mol•L-1•min-1 C、a点放出的热量为597.6kJ D、Kb>Ka