过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。
⑴应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子,右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子,灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为 。
⑵现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS,化学式为:
[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,n<5,m<10}在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是 。(填序号)
A.PFS中铁显+3价
B.铁原子的价电子排布式是3d64s2
C.由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D.由下表可知气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子难
| 元素 | Mn | Fe | |
| 电离能 (kJ・mol-1) | I1 | 717 | 759 |
| I2 | 1509 | 1561 | |
| I3 | 3248 | 2957 | |
⑶铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬(Ⅲ)与甲基丙烯酸根的配合物为
①该化合物中存在的化学键类型有 。
②该化合物中一个Cr的配位数为 。
③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有 。
④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子,与H2O分子互为等电子体的微粒是 。(填一种即可)
⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是____ 。(填元素符号)
硫酸是工业生产中最为重要的产品之一。
(1)工业上制硫酸的主要分为 、 、 三个阶段。
(2)下列是第二阶段反应的有关实验数据,请选择最合适的生产条件 。
|
转化率% 温度/°C | 0.1 | 0.5 | 1 | 10 |
| 400 | 99.2 | 99.6 | 99.7 | 99.9 |
| 500 | 93.5 | 96.9 | 97.8 | 99.3 |
| 600 | 73.7 | 85.8 | 89.5 | 96.4 |
(3)现在欲提高反应速率和SO2的转化率,下列措施可行的是 。
A.向装置中通入氮气且保持体积不变
B.向装置中通入氧气且保持体积不变
C.添加更多的催化剂
D.降低温度,及时转移SO3
(4)硫酸生产的尾气中含有少量SO2,可用石灰水吸收后,再用硫酸处理。此过程涉及的化学反应方程式为 , 。
(5)若进入第二阶段设备气体的体积分数为:SO27%、O211%、N282%。现有100体积这样的混合气体在反应后变成为96.7体积,则反应后混合气体中N2和SO3的体积比为 ,此时SO2转化率为 。
下面是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程:
【研究课题】探究乙二酸的某些性质
【查阅资料】乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,其主要物理常数如下:
名称 | 乙二酸 | 乙二酸晶体 |
分子式 | H2C2O4 | H2C2O4·2H2O |
颜色状态 | 无色固体 | 无色晶体 |
溶解度(g) | 8.6(20℃) | — |
熔点(℃) | 189.5 | 101.5 |
密度(g·cm-3) | 1.900 | 1.650 |
又知草酸在100℃时开始升华,157℃时大量升华,并开始分解。草酸钙不溶于水。根据上述材料提供的信息,回答下列问题:
【提出猜想】
[猜想一]根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
[设计方案]
(1)该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O,请用下列装置组成一套探究实验装置(草酸晶体分解装置略,装置可重复使用,联接导管略去)。
A中水槽装冰水混合物、B中装氧化铜、C中装无水硫酸铜,D中装澄清石灰水、E中装碱石灰、(已知草酸蒸气也可使澄清石灰水变浑浊,草酸蒸气在低温下可冷凝为固体)。请回答下列问题:
① 装置的联接顺序为:A
② CO的检验装置的现象是 。
③ 整套装置是否存在不合理之处, (填是或否),若有该如何解决______________________________________________________________________________
[猜想二]乙二酸具有弱酸性
[设计方案]
(2)该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验,其中能达到实验目的是 (填字母)。
A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色
B.测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH
C.测定草酸钠(Na2C2O4)溶液的pH
D.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出
[猜想三]乙二酸具有还原性
[设计方案]
(3)该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液,发现酸性KMnO4溶液褪色,从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式:
MnO4- + H2C2O4 + H+ = Mn2+ + CO2↑+ H2O
(4)利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的含量,
方法是:称取该样品0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1
的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),滴定前后滴定管
中的液面读数如图所示,则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分
数为 。
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