材料科学是近年来与化学有关的科学研究热点。某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成。它是一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。它是以中学化学中常见物质为原料来生产的。下图虚线框内的其它转化是为探究C的组成而设。G、F、H均为难溶于水的白色固体;图中C、H、K均为含A元素。其余物质均为中学化学中常见物质。
请回答下列问题:
(1)指出K可能所属的晶体类型 ,K中含有的化学键类型为 。
(2)写出化学式:化合物C ;化合物F 。
(3)写出反应③的化学方程式: 。
(4)写出反应⑤的离子方程式: 。
(5)化合物K与化合物C类似,也能在一定条件下与水反应生成两种化合物,请写出K与水反应的化学方程式: 。
Ⅰ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答:
(1)在一定体积的恒容密闭容器中,进行如下化学反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
| t/K | 298 | 398 | 498 | … |
| K/(mol·L-1)2 | 4.1×106 | K1 | K2 | … |
完成下列问题:
①比较K1、K2的大小:K1 K2(填“>”、“=”或“<”)。
②判断该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号)。
A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) B.v(N2)(正)=3v(H2)(逆)
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(2)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似。
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式 。
②盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是 (填序号)。
A.c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Cl-)>c([N2H5·H2O+])>c(H+)>c(OH-)
C.c(N2H62+)+ c([N2H5·H2O+])+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.c(N2H62+)> c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
Ⅱ.水体中重金属铅的污染问题备受关注。查资料得知Pb4+具有很强的氧化性。水中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2(在水中溶解度小)、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-,各形态的物质的量的分数α随溶液pH变化的关系如下图所示:
(1)Pb(NO3)2溶液中,c(Pb2+)/c(NO3-) 1/2(填“>”、“=”、“<”)。
(2)向Pb(NO3)2溶液滴加盐酸,溶液中c(Pb2+)/c(NO3-)没有变大,反而变小并有沉淀生成,则生成的沉淀可能为 。
(3)向Pb(NO3)2溶液中滴加NaOH溶液,溶液也变浑浊,在pH约为 时生成沉淀最多,继续滴加NaOH溶液,混合体系又逐渐变澄清。pH = 13时,混合体系中发生的主要反应的离子方程式为: 。
CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图:
已知:
①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl=CoCl2+H2↑
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 |
| 开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 7.6 | 3.4 |
| 完全沉淀 | 4.1 | 9.7 | 9.2 | 5.2 |
请回答下列问题:
(1)在上述新工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料,其主要优点为 。
(2)加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是 ;pH调至a后过滤,再用试剂X将滤液的pH调节至2-3,则所用的试剂X为___________。
(3)操作Ⅰ包含3个基本实验操作,它们是 、 和过滤。
(4)制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是 。
(5)为测定产品中CoCl2·6H2O含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是 (写出两个原因)。
(6)在实验室中,为了从上述产品中获得纯净的CoCl2·6H2O,采用的方法是 。
下列离子方程式的正误判断及评价均正确的是
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| 离子反应 | 离子方程式 | 判断及评价 |
| A | 在NH4HCO3溶液中加少量NaOH加热 | NH4++OH- =NH3·H2O | 错误,加热条件下应生成氨气 |
| B | 在FeI2溶液中加少量的溴水 | 2I-+Br2=I2+2Br- | 正确,还原性I-大于Fe2+ |
| C | 在NaAlO2溶液中通入少量的CO2气体 | 2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32- | 错误,应生成HCO3- |
| D | 在稀硝酸中加入少量的铁粉 | 3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O | 正确,稀硝酸的还原产物为NO |