【题目】铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。
Ⅰ.铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如图:
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(1)写出反应1中涉及的任意一个化学方程式____;
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是____,已知气体A在标准状况下的密度为1.96g/L,写出A过量时,反应2的离子方程式____;
Ⅱ.以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如图:
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(3)萤石(CaF2)的电子式____;
(4)若E为硫酸钙,D为最稳定的气态氢化物,则化合物C是____,写出由D制备冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式____。
【答案】2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O CaSiO3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O
【解析】
I.铝土矿用NaOH溶液处理,Al2O3和SiO2溶解为NaAlO2和Na2SiO3,加CaO后Na2SiO3生成CaSiO3沉淀,过滤后的滤液通入酸性气体,使NaAlO2生成Al(OH)3沉淀,过滤出的Al(OH)3沉淀经煅烧得到Al2O3;Ⅱ.萤石(CaF2)和难挥发酸共热得到HF气体,HF气体和Na2CO3、Al(OH)3反应便得到冰晶石Na3AlF6。可在此基础上解各小题。
Ⅰ.(1)反应1为Al2O3和SiO2和NaOH溶液反应,生成NaAlO2和Na2SiO3,反应的化学方程式为:2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O。
答案为:2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O;
(2)滤液Ⅰ中含的Na2SiO3与加入的CaO反应生成CaSiO3沉淀;气体A在标准状况下的密度为1.96g/L,则A的摩尔质量为:M=ρVm=1.96g/L×22.4Lmol-1=44gmol-1,气体A能与NaAlO2生成Al(OH)3沉淀,故A为CO2。反应2的离子方程式为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
答案为:CaSiO3;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)CaF2是离子化合物,由F-和Ca2+构成,故CaF2的电子式为:
。
答案为:
;
(4)最稳定的气态氢化物是HF,则D为HF;若E为硫酸钙,化合物C是难挥发酸,则C是H2SO4;根据已知物质和质量守恒,可写出由D(HF)制备冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式为:12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。
答案为:H2SO4;12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。
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【题目】中国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如图所示。下列说法正确的是
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A. C3N4中C的化合价为 -4
B. 反应的两个阶段均为吸热过程
C. 阶段Ⅱ中,H2O2既是氧化剂,又是还原剂
D. 通过该反应,实现了化学能向太阳能的转化
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【题目】X、Y、Z、W四种短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示,下列说法正确的是( )
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A.四种元素的原子半径由小到大的顺序为r(X)<r(Z)<r(W)<r(Y)
B.X、Y、Z既能形成离子化合物,又能形成共价化合物
C.X与其余三种元素之间形成的核外电子总数为10的微粒只有2种
D.H2Z与HW所含的化学键类型不同
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【题目】某小组同学通过下列实验探究了物质的溶解度大小、反应物浓度与沉淀转化方向之间的关系。
已知:
物质 | BaSO4 | BaCO3 | AgI | AgCl |
溶解度/g(20℃) |
|
|
|
|
(1)探究BaCO3和BaSO4之间的转化
实验操作:
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试剂A | 试剂B | 加入盐酸后的现象 | |
实验Ⅰ | Na2CO3 | Na2SO4 | 无明显现象 |
实验Ⅱ | Na2SO4 | Na2CO3 | 有少量气泡产生,沉淀部分溶解 |
①实验Ⅰ中加入A溶液后生成沉淀的离子方程式为_____________。
②实验Ⅱ说明沉淀发生了部分转化,结合BaSO4的沉淀溶解平衡解释原因________。
(2)探究AgCl和AgI之间的转化
实验Ⅲ:
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实验Ⅳ:在试管中进行溶液间反应时,同学们无法观察到AgI转化为AgCl,于是又设计了如下实验(电压表读数:a>c>b>0)。
| p>装置 | 步骤 | 电压表读数 |
| i. 如图连接装置并加入试剂,闭合K | a |
ii. 向B中滴入AgNO3(aq),至沉淀完全 | b | |
iii. 再向B中投入一定量NaCl(s) | c | |
iv. 重复i,再向B中加入与iii等量NaCl(s) | a |
注:其他条件不变时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大;离子的氧化性(或还原性)强弱与其浓度有关。
①实验Ⅲ证明了AgCl转化为AgI,甲溶液是_____________(填序号)。
a. AgNO3溶液 b. NaCl溶液 c. KI溶液
②实验Ⅳ中结合信息,解释电压b<a的原因:_____________。
③实验Ⅳ的现象能说明AgI转化为AgCl,理由是_____________。
(3)综合实验Ⅰ~Ⅳ,下列说法正确的是_____________(填序号)。
a. 溶解度小的沉淀只能转化成溶解度更小的沉淀
b. 电化学是研究物质性质和转化的重要手段之一
c. 某些沉淀转化反应可通过对反应物浓度的调节,实现逆向转化
d. 溶解度差别越大,由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀越难实现
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【题目】已知在 1标准大气压、25℃ 下,1mol 气态 AB 分子生成气态 A 原子和 B 原子的过程中所吸收的能量称为AB间共价键的键能,已知水分子的能量变化关系图如下:
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下列说法正确的是
A.△H1<0,且△H3 <△H4
B.△H4 是 O2的键能
C.△H5 =△H1+△H2+△H3+△H4
D.△H3+△H4 >△H5
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【题目】[Zn(CN)4]2-在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2+和HOCH2CN,下列说法错误的是( )
A.Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10
B.1molHCHO分子中含有σ键的数目为3mol
C.HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3
D.[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,结构可表示为![]()
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【题目】下列说法不正确的是
A.恒温恒容密闭容器中反应:H2NCOONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g),混合气体的压强不再改变时说明反应已达平衡
B.汽车尾气催化净化时的反应:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) ΔH < 0 ,平衡常数为K1;若反应在绝热容器中进行,平衡常数为K2;则K1 < K2
C.某恒容密闭容器中反应:nA(g)+mB(g)
pC(g)+qD(g) ΔH > 0已达平衡,则降温时c(B)/c(C)的值增大
D.2NO2(g)
N2O4(g)在常温下即可进行,说明正反应是放热反应
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【题目】有学生将铜与稀硝酸反应实验及NO、NO2性质实验进行改进、整合,装置如图(洗耳球:一种橡胶为材质的工具仪器)。
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实验步骤如下:
(一)组装仪器:按照如图装置连接好仪器,关闭所有止水夹;
(二)加入药品:在装置A中的烧杯中加入30%的氢氧化钠溶液,连接好铜丝,在装置C的U型管中加入4.0 mol/L的硝酸,排除U型管左端管内空气;
(三)发生反应:将铜丝向下移动,在硝酸与铜丝接触时可以看到螺旋状铜丝与稀硝酸反应产生气泡,此时打开止水夹①,U型管左端有无色气体产生,硝酸左边液面下降与铜丝脱离接触,反应停止;进行适当的操作,使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中,气体变为红棕色;
(四)尾气处理:气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应;
(五)实验再重复进行。
回答下列问题:
(1)实验中要保证装置气密性良好,检验其气密性操作应该在____。
a.步骤(一)(二)之间 b.步骤(二)(三)之间
(2)装置A的烧杯中玻璃仪器的名称是____。
(3)加入稀硝酸,排除U型管左端管内空气的操作是________。
(4)步骤(三)中“进行适当的操作”是打开止水夹____(填写序号),并用洗耳球在U型管右端导管口挤压空气进入。
(5)在尾气处理阶段,使B中广口瓶内气体进入烧杯中的操作是____。尾气中主要含有NO2和空气,与NaOH溶液反应只生成一种盐,则离子方程式为 ___。
(6)某同学发现,本实验结束后硝酸还有很多剩余,请你改进实验,使能达到预期实验目的,反应结束后硝酸的剩余量尽可能较少,你的改进是_____。
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【题目】信息一:铬同镍、钴、铁等金属可以构成高温合金、电热合金、精密合金等,用于航空、宇航、电器及仪表等工业部门。信息二:氯化铬酰(CrO2Cl2)是铬的一种化合物,常温下该化合物是暗红色液体,熔点为-96.5℃,沸点为117℃,能和丙酮(CH3COCH3)、四氯化碳、CS2等有机溶剂互溶。
(1)铬(24号元素)基态原子的电子排布式为____。
(2)CH3COCH3分子中含有____个π键,含有____个σ键。
(3)固态氯化铬酰属于____晶体,丙酮中碳原子的杂化方式为____,二硫化碳属于____ (填“极性”或“非极性”)分子,分子中含有____(填“极性”或“非极性”)键。
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