27.(10分)
镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时,先制备无水氯化镁,然后将其熔融电解,得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时,常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有 。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示,请改正图中错误: 。
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(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时,焰火发出五颜六色的光,请用原子结构的知识解释发光的原因: 。
(4)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:
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氧化物 |
NaF |
MgF2 |
SiF4 |
|
熔点/K |
1266 |
1534 |
183 |
解释表中氟化物熔点差异的原因: 。
(5)人工模拟是当前研究的热点。有研究表明,化合物X可用于研究模拟酶,当其结
或Cu(I)(I表示化合价为+1)时,分别形成a和b:
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①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有 键的特性。
②微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用,比较a和b中微粒间相互作用力的差异
。
24.(12分)
科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3 h):
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T/K |
303 |
313 |
323 |
353 |
|
NH3生成量/(10-6mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
2.0 |
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+
O2(g) ΔH=+765.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提
高其反应速率且增大NH3生成量的建议: 。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。设在容积为2.0L的密
闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g).反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为
。计算
① 该条件下N2的平衡转化率;
②该条件下反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的平衡常数。
22.(11分)
铜在自然界存在于多种矿石中,如:
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矿石名称 |
黄铜矿 |
斑铜矿 |
辉铜矿 |
孔雀石 |
|
主要成分 |
CuFeS2 |
Cu5FeS4 |
Cu2S |
CuCO3·Cu(OH)2 |
请回答下列问题:
(1)上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是 。
(2)工业上以黄铜矿为原料。采用火法溶炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是 。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 ;处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称 。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的大批量: 。
(5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 (填字母)。
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选项 |
陈述Ⅰ |
陈述Ⅱ |
判断 |
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A |
铜绿的主要分是碱式碳酸铜 |
可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 |
Ⅰ对;Ⅱ 对;有 |
|
B |
铜表易形成致密的氧化膜 |
铜容器可以盛放浓硫酸 |
Ⅰ对;Ⅱ 对;有 |
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C |
铁比铜活泼 |
例在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈 |
Ⅰ对;Ⅱ 对;有 |
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D |
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 |
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 |
Ⅰ错;Ⅱ 对;无 |