非选择题专项练(四)
1.2020年我国“奋斗者”号载人潜水器成功进行万米海试。制造潜水器载人球舱的钛合金中含钛、铁、镍、铂等十几种元素,具有高强度、高韧性的特性。请回答下列问题。
(1)基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有 种。TiF4的熔点(377 ℃)远高于TiCl4(-24.12 ℃)的原因是 。
(2)邻二氮菲()中N原子可与Fe2+通过配位键形成橙红色邻二氮菲亚铁离子,利用该反应可测定Fe2+浓度,该反应的适宜pH范围为2~9,试解释选择该pH范围的原因: 。
(3)Ni与Cu的第二电离能:Ni (填“>”或“<”)Cu。含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Ni2+与EDTA形成的螯合物的结构如图所示,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个,其中提供孤电子对的原子为 (写元素符号)。
(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,叫做原子的分数坐标。氯铂酸钾(K2PtCl6,相对分子质量为486)的立方晶胞结构如图所示,该晶胞中部分[PtCl6]2-、K+的分数坐标为[PtCl6]2-(0,0,0), (0.25,0.75,0.25), (0.75,0.25,0.25),其中A、B分别代表K+的位置。找出距离[PtCl6]2- (0,0,0)最近的K+: (用分数坐标表示)。用NA表示阿伏加德罗常数的值,若实验测得氯铂酸钾的密度是d g·cm-3,则A、B两个K+的距离为 pm(列出计算式即可)。
2.某含钴矿石的主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、MgO、CaO和SiO2等。由该矿石粉制备CoC2O4固体的方法如图所示(部分催化剂已略)。
已知金属离子沉淀的pH如表所示:
金属离子
Fe3+
Mg2+
Ca2+
Co2+
开始沉淀时
1.5
8.9
9.8
7.4
完全沉淀时
2.8
10.9
12.3
9.4
(1)Co2O3溶于浓硫酸,生成Co2+和一种可使带火星的木条复燃的气体,写出该反应的化学方程式:
。
列举沉淀1所含主要成分的一种用途
。
(2)向溶液1中加入NaOH溶液,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,应调节pH范围为 。
(3)向溶液2中加入NaF溶液除去钙、镁离子,已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10,则溶液3中c(Ca2+)=1.0×10-5 mol·L-1时,c(Mg2+)= mol·L-1。
(4)向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液,将Co2+转化为[Co(NH3)6]3+。配平下列离子方程式:
Co2++ H2O2+ NH3 [Co(NH3)6]3++ 。
(5)溶液4中,若将1 mol [Co(NH3)6]3+全部转化为CoC2O4沉淀,需要消耗(NH4)2C2O4 mol。
3.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂和优质漂白剂,可由ClO2为原料制取。实验室利用如图装置制备亚氯酸钠(夹持装置略),并利用滴定法测定所制亚氯酸钠的纯度。
已知:①ClO2的沸点为11 ℃,极易溶于水,浓度过高时易分解爆炸;
②2NaOH+H2O2+2ClO22NaClO2+O2+2H2O。
(1)装置A中仪器a的名称为 ,产生ClO2的化学方程式为 。
(2)实验过程中需要持续通入稀有气体,目的是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)装置C中用冰水浴冷却的目的是 。
(5)测定亚氯酸钠含量的实验步骤:①称取亚氯酸钠样品5.0 g放入小烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成500 mL待测溶液。②移取10.00 mL待测溶液放入锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用0.10 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液体积为40.00 mL。(已知:Cl+4I-+4H+2H2O+2I2+Cl-,I2+2S22I-+S4)。
①达到滴定终点时的现象为 ;正确判断滴定终点后,仰视读数,会导致测定结果 (填“偏高”或“偏低”)。
②该样品中NaClO2的纯度为 。
4.G是一种新型香料的主要成分之一,其结构中含有三个六元环。G的合成路线如图所示(部分产物和部分反应条件略去)。
已知:①RCHCH2+CH2CHR'CH2CH2+RCHCHR';
②B中核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同化学环境的氢原子;
③D和F是同系物。
请回答下列问题。
(1)的化学名称为 。
(2)BC的化学方程式为
。
(3)EH的反应类型为 ,F分子中含氧官能团名称是 。
(4)G的结构简式为 。
(5)同时满足下列条件的F的同分异构体有 种。
①苯环上有两个取代基;②与FeCl3溶液发生显色反应;③可以发生水解反应。
其中能发生银镜反应,且核磁共振氢谱为5组峰的结构简式为 。
(6)参照上述合成路线,设计由丙烯制取的最佳合成路线(无机试剂任选)。
5.合理利用温室气体是当前能源与环境研究的热点。
(1)CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2),其工艺过程中涉及如下反应:
反应①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
反应②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) ΔH3=-36.0 kJ·mol-1
反应④O2(g)+H2(g)H2O(g) ΔH4=-241.8 kJ·mol-1
则ΔH1= kJ·mo1-1。
一定条件下,向容积为V的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0 mol及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。1 100 K时,CH4与CO2的转化率分别为90%和95%,图中曲线a代表产物 。当温度高于900 K时,H2O的含量随温度升高而下降的主要原因是
。
(2)工业上将CO2转化为燃料CH4,可发生反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mo1-1
将1 mol CO2和4 mol H2充入2 L刚性密闭容器中,反应相同时间,温度对CO2转化率和催化剂选择性的影响如图所示。(注:催化剂的选择性是指发生反应的CO2转化为CH4或CO的百分比)
图1
图2
ΔH1 (填“>”“<”或“=”)0。350 ℃时,反应Ⅰ的平衡常数为 。不改变投料,若容器容积可变化,为同时提高CO2的平衡转化率和CH4的平衡产率,选择最佳反应条件为 (填字母)。
A.350 ℃、低压
B.350 ℃、高压
C.500 ℃、低压
D.500 ℃、高压
参考答案
非选择题专项练(四)
1.答案 (1)12 TiF4晶体为离子晶体,TiCl4晶体为分子晶体
(2)当H+浓度较高时,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;当OH-浓度较高时,OH-与Fe2+反应,也会影响与邻二氮菲配位
(3)< 6 N、O
(4)(0.25,0.25,0.25) ×1010
解析 (1)基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,s轨道有一种空间运动状态,p轨道有三种空间运动状态,d轨道有五种空间运动状态,因基态Ti原子的3d轨道上只有两个电子,则有两种空间运动状态,因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态共有12种;TiF4晶体为离子晶体,TiCl4晶体为分子晶体,所以TiF4的熔点远高于TiCl4的熔点。
(2)当H+浓度较高时,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;当OH-浓度较高时,OH-与Fe2+反应,也会影响与邻二氮菲配位,所以适宜pH范围为2~9。
(3)Ni与Cu的第二电离能:Ni
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