【题目】补铁剂常用于防治缺铁性贫血,其有效成分般为硫酸亚铁、琥珀酸亚铁、富马酸亚铁和乳酸亚铁等。回答下列问题:
(1)能表示能量最低的亚铁离子的电子排布式是__(填标号)。
a.[Ar]3d54s2 b.[Ar]3d54s1 c.[Ar]3d64s2 d.[Ar]3d6
(2)琥珀酸即丁二酸(HOOCCH2CH2COOH),在琥珀酸分子中电负性最大的原子是__,碳原子的杂化方式是__;琥珀酸亚铁中存在配位键,在该配位键中配位原子是__,中心原子是__。
(3)富马酸和马来酸互为顺反异构体,其电离常数如下表:
物质名称 | Ka1 | Ka2 |
富马酸() | 7.94×10-4 | 2.51×10-5 |
马来酸() | 1.23×10-2 | 4.68×10-7 |
请从氢键的角度解释富马酸两级电离常数差别较小,而马来酸两级电离常数差别较大的原因:__。
(4)β-硫酸亚铁的晶胞结构如图所示,其晶胞参数为a=870pm、b=680pm、c=479pm,α=β=γ=90°,Fe2+占据晶胞顶点、棱心、面心和体心。在该晶胞中,硫酸根离子在空间上有__种空间取向,晶胞体内硫酸根离子的个数是__,铁原子周围最近的氧原子的个数为__;设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度是__g·cm-3(列出计算表达式)。
【题目】现代工业的发展导致CO2的大量排放,对环境造成的影响日益严重,通过各国科技工作者的努力,已经开发出许多将CO2回收利用的技术,其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题:
(1)在催化转化法回收利用CO2的过程中,可能涉及以下化学反应:
①CO2(g)+2H2O(l)CH3OH(l)+O2(g) ΔH=+727kJ·mol-1 ΔG=+818kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2O(l)CH4(g)+O2(g) ΔH=+890kJ·mol-1 ΔG=+818kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131kJ·mol-1 ΔG=-9.35kJ·mol-1
④CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) ΔH=-253kJ·mol-1 ΔG=-130kJ·mol-1
从化学平衡的角度来看,上述化学反应中反应进行程度最小的是__,反应进行程度最大的是__。
(2)反应CO2+4H2CH4+2H2O称为Sabatier反应,可用于载人航空航天工业。我国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。
①在载人航天器中利用Sabatier反应实现回收CO2,再生O2,其反应过程如图所示,这种方法再生O2的最大缺点是需要不断补充__(填化学式)。
②在1.5MPa,气体流速为20mL·min-1时研究温度对催化剂催化性能的影响,得到CO2的转化率(%)如下:
催化剂 | 180℃ | 200℃ | 220℃ | 280℃ | 300℃ | 320℃ | 340℃ | 360℃ |
Co4N/Al2O3 | 8.0 | 20.3 | 37.3 | 74.8 | 84.4 | 85.3 | 868 | 90.1 |
Co/Al2O3 | 0.2 | 0.7 | 2.0 | 22.4 | 37.6 | 48.8 | 54.9 | 59.8 |
分析上表数据可知:__(填化学式)的催化性能更好。
③调整气体流速,研究其对某催化剂催化效率的影响,得到CO2的转化率(%)如下:
气体流速/mL·min-1 | 180℃ | 200℃ | 220℃ | 280℃ | 300℃ | 320℃ | 340℃ | 360℃ |
10 | 11.0 | 25.1 | 49.5 | 90.2 | 93.6 | 97.2 | 98.0 | 98.0 |
30 | 4.9 | 11.2 | 28.9 | 68.7 | 72.7 | 79.8 | 82.1 | 84.2 |
40 | 0.2 | 5.2 | 15.3 | 61.2 | 66.2 | 71.2 | 76.6 | 79.0 |
50 | 0.2 | 5.0 | 10.0 | 50.0 | 59.5 | 61.2 | 64.1 | 69.1 |
分析上表数据可知:相同温度时,随着气体流速增加,CO2的转化率__(填“增大”或“减小”),其可能的原因是__。
④在上述实验条件中,Sabatier反应最可能达到化学平衡状态的温度是__,在1L恒容密闭容器中发生该反应,已知初始反应气体中V(H2):V(CO2)=4:1,估算该温度下的平衡常数为__(列出计算表达式)。
(3)通过改变催化剂可以改变CO2与H2反应催化转化的产物,如利用Co/C作为催化剂,反应后可以得到含有少量甲酸的甲醇。为了研究催化剂的稳定性,将Co/C催化剂循环使用,相同条件下,随着循环使用次数的增加,甲醇的产量如图所示,试推测甲醇产量变化的原因__。(已知Co的性质与Fe相似)
【题目】纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质,在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。如图是以硫酸氧钛为原料制备纳米二氧化钛的工艺流程图:
回答下列问题:
(1)反应1中发生两个反应,其一是尿素[CO(NH2)2]与H2O反应生成CO2和NH3·H2O,则另一反应的离子方程式为__。
(2)判断TiO(OH)2沉淀是否洗净的实验操作和现象是:__。
(3)为了减少制备过程中的“三废”排放,将上述流程中的“滤液”经过__、__、__(填基本操作)即可回收__(填化学式)。
(4)为研究反应温度、反应时间、反应物物质的量配比等因素对制备纳米二氧化钛产率的影响,设计如下实验。
实验编号 | 反应温度/℃ | 反应时间/h | 反应物物质的量配比n[CO(NH2)2]:n[TiO(OH)2] |
① | 90 | 1 | 2:1 |
② | 90 | 2 | 3:1 |
③ | 90 | 1 | |
④ | 110 | 2 | 3:1 |
实验②和④的实验目的是__,实验③中反应物物质的量配比为__。
(5)反应Ⅰ中TiO2+浓度对TiO2的产率和粒径的影响如图。结合图中信息,你认为为达到工艺目的,最合适的TiO2+浓度为__。