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辽宁省2023年高考化学模拟题知识点分类汇编-物质的结构与性质(解答题)
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这是一份辽宁省2023年高考化学模拟题知识点分类汇编-物质的结构与性质(解答题),共26页。试卷主要包含了工业流程题,结构与性质,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
辽宁省2023年高考化学模拟题知识点分类汇编-物质的结构与性质(解答题)
一、工业流程题
1.(2023·辽宁鞍山·统考二模)钼酸钠是一种金属缓蚀剂,金属钼是重要的合金材料,下图是由辉钼矿(钼元素的主要存在形式为)生产两种物质的流程:
请回答下列问题:
(1)为第五周期元素,与同族,其基态原子价层电子排布式为_______;
(2)辉钼矿在空气中焙烧时,加入氧化物X可减少空气污染物的排放,烧渣中以的形态存在,则X为_______(填化学式),焙烧方程式为_______;
(3)已知:25℃时,,则该温度下,饱和溶液中的浓度为_______;
(4)溶液在对烧渣进行浸出时,温度对浸出率的影响如下图所示:
“操作1”需选择“高压浸出”的理由是_______;
(5)从上述流程中可分析出属于_______(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”);
(6)由获得可以选择做还原剂,相关说法正确的是_______(填代号);
a.其原理属于热还原法冶金
b. 的金属活动性可能位于、之间
c.工业上可用与钼酸盐溶液直接作用冶炼钼
(7)已知晶体有类似石墨的层状结构,预测其可能的用途是_______。
2.(2023·辽宁辽阳·统考一模)介孔纳米晶可用作钠离子电池正极材料。一科研团队以某矿石(含55.2%、32%,其余为和)为原料开发的一种合成介孔的路线如图所出示。回答下列问题:
(1)基态原子价电子的轨道表示式为___________。
(2)“生物浸出”时,与铁盐溶液反应的离子方程式为___________。此时铁盐___________(填“作氧化剂”、“作还原剂”或“既不是氧化剂,也不是还原剂”)。
(3)将“浸渣”溶于,再过滤、蒸馏,可从“浸渣”中分离出___________(填化学式)。
(4)实验室“萃取”时,用到的主要仪器是___________,若萃取剂为苯,“萃取”后得到的“水相”位于___________(填“上层”或“下层”)。
(5)利用如图1装置完成“抽滤”操作,抽滤的主要优点是过滤较快、固体较干燥,其中安全瓶的作用是___________。
(6)利用如图2装置制备去离子水,水中所含的阴离子在阳离子交换柱中发生反应的离子方程式为___________。
(7)某工厂用10吨该矿石合成介孔,已知整个流程中的损耗率为10%,,则最终可以得到___________。
3.(2023·辽宁葫芦岛·统考一模)碳酸锰(MnCO3)是制造电信器材的软磁铁氧体,也用作脱硫的催化剂,瓷釉、涂料和清漆的颜料,工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)制取碳酸锰的流程如下图所示:
已知:①还原焙烧的主反应为
②氧化能力
可能用到的数据如下:
氢氧化物
开始沉淀pH
1.5
6.5
4.2
8.3
沉淀完全pH
3.7
9.7
7.4
9.8
根据要求回答下列问题:
(1)基态锰原子的价层电子排布式为_______,中存在过氧键(),请问中S的化合价为_______。
(2)在实验室进行步骤B操作时,可能用到的主要仪器为_______。
A.坩埚 B.蒸发皿 C.烧杯
(3)步骤E中调节3.7<pH<8.3,其目的是_______。
(4)步骤G发生的离子方程式为_______,若Mn2+恰好沉淀完全时测得溶液中的浓度为mol·L,则_______。
(5)实验室可以用溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,请写出对应的离子方程式_______。
4.(2023·辽宁·校联考一模)工业上以软锰矿(主要成分为,还含少量的铁、硅和铝的氧化物等杂质)为原料生产的工艺流程如图:
常温下,各种离子沉淀时的pH如下表:
离子
开始沉淀时的pH
1.5
3.4
8.2
完全沉淀时的pH
2.8
4.7
10.2
(1)“酸浸”过程中生成一种黄色沉淀,写出该反应的离子方程式:___________,“滤渣Ⅰ”的主要成分有___________。
(2)“工序①”需要用到的玻璃仪器为烧杯、___________。
(3)向“有机相”中滴加溶液,有蓝色沉淀生成,可推出“有机相”中含___________(填离子符号),中提供空轨道的是___________,中心离子的配位数为___________。
(4)“沉锰”时,不能加入太多碳酸钠溶液,可能的原因为___________(答两条)。
(5)若100kg软锰矿在生产过程中锰的损失率为8%,最终得到405kg(摩尔质量为285),则软锰矿中锰的质量分数约为___________(保留三位有效数字)。
5.(2023·辽宁·校联考二模)黄铜矿是重要的铜矿之一,一种以黄铜矿(含CuFeS2、FeS2、FeS,少量的SiO2等)为原料提取铜等产品的流程如图:
请回答下列问题:
(1)基态Cu2+核外电子的空间运动状态有_____种。
(2)铜矿在灼烧之前要粉碎,其目的是_____。
(3)浸渣的成分是_____(填化学式)。
(4)灼烧中FeS2转化成磁性氧化铁,写出反应的化学方程式:_____,90gFeS2完全反应时转移_____mol电子。
(5)电解所得“废液”可用于_____(填字母),实现资源循环利用,提高原料利用率。
A.灼烧 B.酸浸 C.氧化 D.沉铁
(6)工业上,以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料,采用火法冶铜,有关反应如下:
①2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2;
②Cu2O和Cu2S高温下反应制备Cu,该反应的化学方程式为_____。
(7)Cu2S晶胞中S2-的位置如图1所示,侧视图如图2所示,Cu+位于S2-所构成的四面体中心。
S2-配位数为_____。若晶胞参数anm,晶体的密度为dg•cm-3,则阿伏伽德罗常数的值为_____(用含a和d的式子表示)。
6.(2023·辽宁沈阳·校联考模拟预测)氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱镁矿石的主要的成分是,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素;
②相关金属离子[]形成氢氧化物沉淀时的pH如下:
金属离子
开始沉淀的pH
3.8
1.5
6.3
10.6
8.8
9.6
沉淀完全的pH
5.2
2.8
8.3
12.6
10.8
11.6
③常温下,、的溶度积分别为、。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_______。
(2)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入,将氧化为,反应的离子方程式为_______。然后调节溶液pH使、沉淀完全,此时溶液的pH范围为_______。再加入沉淀、,当时,_______。
(3)流程中能循环利用的固态物质是_______。
(4)某种含Zn、Mn特殊材料的晶胞结构如图所示,该物质的化学式为_______。若该晶体的密度为,则晶体中相邻N之间的最短距离为_______nm(列出计算式,为阿伏加德罗常数的值)。
7.(2023·辽宁本溪·本溪高中校考模拟预测)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已知:该工艺中,时,溶液中元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中,有生成,其中元素的化合价为___________。
(2)“沉铝”中,生成的沉淀X的离子方程式___________。
(3)“沉钼”中,为7.0。生成的离子方程式为___________。
(4)①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有和Y,Y为___________(填化学式)。
②往滤液Ⅲ中添加适量固体后,通入足量___________(填化学式)气体,再通入足量,可析出Y。
(5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。
①该氧化物为___________。
②已知:和同族,和同族。在与上层的反应中,元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
8.(2023·辽宁·朝阳市第一高级中学校联考一模)采用废铁屑还原软锰矿(软锰矿主要成分是,还含少量Fe、Mg、Ni、Si等元素的氧化物杂质)来制备Mn的工艺流程如图所示:
已知:①,;②溶液中某离子浓度时,认为该离子沉淀完全;③室温时生成氢氧化物的pH见下表
离子
开始沉淀的pH
7.5
2.7
8.1
7.7
8.3
完全沉淀的pH
9.7
3.7
9.4
8.4
9.8
回答下列问题:
(1)写出基态的价电子排布式_______,Fe元素在元素周期表中的位置为_______。
(2)在“浸出液”中加入“”时发生反应的离子方程式为_______;硫酸酸化的可与(难溶于水)反应生成和,此反应的离子方程式为_______。
(3)pH=5.5(室温)时,溶液中残余的的浓度为_______,加入MnS“除杂”后的滤渣为_______。
(4)“沉锰”过程中温度和pH对和沉淀率的影响如下图所示。由图可知,“沉锰”的合适条件是_______,“沉锰”除去的杂质金属离子是_______。
(5)若沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行,反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。当温度超过30℃,沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是_______。
二、结构与性质
9.(2023·辽宁鞍山·统考一模)钛(Ti)被称为“未来金属”,广泛应用于国防、航空航天、材料等领域。
(1)基态钛原子的价电子排布式为_______。
(2)钛可与高于70℃的浓硝酸发生反应,生成,其球棍结构如图,Ti的配位数是_______,试写出该反应的方程式_______。
(3)某种晶型的晶胞如图,A位置的元素为_______ (填元素符号)。
(4)是由钛精矿(主要成分为制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯的流程示意图如图:
资料:及所含杂质氯化物的性质
化合物
沸点/℃
58
136
81(升华)
316
1412
熔点/℃
-69
-25
193
304
714
在中的溶解性
互溶
—
微溶
难溶
与难以直接反应,加碳生成CO和可使反应得以进行。
已知:
①沸腾炉中的热化学方程式_______。
②氯化过程中CO和可以相互转化,根据如图判断:生成CO反应的△H_______0(填“>”“<”或“=”),判断依据_______。
10.(2023·辽宁·校联考一模)黑釉瓷器是一种特殊的中国瓷器,流行于唐宋时期(约1000年前)。陶瓷器皿以氧化铁为主要显色剂,与其他过渡金属氧化物混合,呈现出不同的颜色外观,如赤褐色、深棕色或黑色。目前,黑釉瓷器在中国仍很流行。
典型的黑釉由尖晶石结构的含铁氧化物组成。如图(a)所示,尖晶石氧化物的通式为,其结构由的立方最密堆积组成,其中A离子占据八分之一四面体空位,B离子占据一半八面体空位。
尖晶石结构的立方晶胞可分为8个立方亚单位,虚线表示亚单位的内部边缘。其中4个亚单位属于I型,其他4个亚单位属于II型(图(b))。I型和II型相邻亚单位的详细信息如图(c)所示。
尖晶石结构的黑色陶瓷釉可以通过在还原气氛围中以一定比例焙烧和来制备(反应(I))。当和以质量比63.6:36.4反应时,它们恰好完全反应。该产物具有尖晶石结构,其中四面体A位仅被铁(II/III)离子占据。
回答下面问题:
(1)一个晶胞中有多少个A离子与B离子_______?
(2)在反应(I)中,哪种元素被还原_______?
(3)求出在一个晶胞中,B离子中各有多少是,多少是_______。(列式计算)
(4)设该晶胞参数为,试计算该晶体的密度_______ (列出计算式即可,单位,如果你在(3)中没有能够算出晶胞的具体组成成分,使用摩尔质量)
三、原理综合题
11.(2023·辽宁沈阳·统考一模)氢气作为一种清洁能源,一直是能源研究的热点,水煤气变换反应可用于大规模制,反应原理如下:
(1)根据下表中提供的数据,计算______。
化学键
键能
803
x
463
436
(2)实验发现其他条件不变,在体系中投入一定量可以增大的体积分数,从化学平衡的角度解释原因__________。
(3)某温度下,在一恒容密闭容器中充入和,加入催化剂使其发生上述反应(忽略其他副反应),测得该反应中初始压强为,分压如图甲所示(t时刻前,的分压未给出),则A点坐标为(t,______)、平衡常数__________。
(4)反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图乙中曲线所示,已知经验公式为(其中为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。该反应的活化能______。当使用更高效催化剂时,请绘制关系示意图_______________。(假定实验条件下,催化剂对C值无影响)
(5)储氢合金能有效解决氢气的贮存和运输问题。某储氢合金的结构属六方晶系,晶体结构及俯视图分别如图(a)、(b)所示。已知a、b两点的分数坐标分别为、,则c点坐标为______。X射线衍射测定两晶面间距为(见图b),高为,设阿伏加德罗常数的值为,该晶体的摩尔质量为,则密度为______。(列出表达式)
参考答案:
1.(1)
(2)
(3)0.16
(4)常压无法使溶液的温度上升至浸出率较高的150℃左右
(5)酸性氧化物
(6)a
(7)润滑剂
【分析】辉钼矿(钼元素的主要存在形式为)加入,通入空气焙烧发生反应,所得烧渣加入碳酸钠溶液将转化为,经操作1过滤得到溶液。溶液经系列操作得到Na2MoO42H2O晶体。往溶液中加入足量硫酸反应生成沉淀,过滤后灼烧得到,经氢气还原得到Mo。
【详解】(1)基态原子价层电子排布式为,为第五周期元素,与同族,则其基态原子价层电子排布式为。
(2)在空气中焙烧会生成SO2,加入氧化物X可减少空气污染物的排放,且烧渣中以的形态存在,含有Ca元素,则X为CaO;焙烧的化学方程式为。
(3)饱和溶液中,=。
(4)由曲线图可知,随着温度的升高,浸出率逐渐升高,当温度在150℃左右时,浸出率已经很高,继续升高温度,浸出率增长不明显。因此溶液在对烧渣进行浸出时,选择温度150℃左右有利于浸出,但常压无法使溶液的温度上升至浸出率较高的150℃左右,所以需要选择“高压浸出”,以使温度提高到150℃左右。
(5)由流程图可知,往溶液中加入足量硫酸反应生成沉淀,过滤后灼烧得到,即对应的水化物为酸,为酸性氧化物。
(6)a.利用做还原剂,将还原为,其原理属于热还原法冶金,a正确;
b.能将还原为,则还原性:>,、能从酸溶液中置换出,则还原性:>,>,因此的金属活动性可能位于、之后,b错误;
c.比较活泼,与钼酸盐溶液直接作用,钠先和水反应,因而不能达到冶炼钼的目的,c错误;
故选a。
(7)晶体有类似石墨的层状结构,层与层之间作用力较弱,很容易在层间发生相对滑动,因而可用作润滑剂。
2.(1)
(2) 作氧化剂
(3)S
(4) 分液漏斗 下层
(5)平衡气压,防倒吸
(6)
(7)7587
【分析】矿石(含55.2%、32%,其余为和)中加入细菌、硫酸铁溶液进行生物浸出,与硫酸铁不反应,、和与硫酸铁反应生成Cu2+、、CaSO4和S单质,过滤得滤渣为CaSO4、和S,滤液中含有Cu2+、、过量的和;往滤液中加入萃取剂CS2,静置分层后分液,水相中含、,有机相中含CuSO4,在有机相中加入蒸馏水进行反萃取,CuSO4进入水相,水相中CuSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得五水硫酸铜;往所得晶体中加入乙醇进行醇溶,加入Se和将Cu2+还原,得到粗产品,经洗涤烘干后得到。
【详解】(1)原子序数为29,基态原子价电子排布式为,则其轨道表示式为。
(2)与铁盐溶液反应生成、Cu2+和S,离子反应方程式为;该反应中铁元素化合价降低,铁盐作氧化剂。
(3)根据分析,过滤得“浸渣”为CaSO4、和S,S易溶于,因此将“浸渣”溶于,再过滤、蒸馏,可分离出S。
(4)实验室“萃取”时,主要仪器是分液漏斗;由于苯的密度比水小,因此若萃取剂为苯,“萃取”后得到的“水相”位于下层。
(5)安全瓶的作用是平衡气压,防止倒吸。
(6)阳离子交换柱中氢离子与碳酸氢根离子反应,反应的离子方程式为。
(7)10吨该矿石中,,,故,。
3.(1) 3d54s2 +6
(2)C
(3)使Fe3+转化为Fe(OH)3和Cu2+转化为Cu(OH)2而除去,不影响Mn2+
(4) 2.2×10-11
(5)
【分析】软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)中加入木炭粉进行还原焙烧,将MnO2还原为MnO,同时Fe2O3也可能被还原;加入硫酸浸取,过滤出滤渣;加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,再加入10%NaOH调节溶液的pH,此时Fe3+、Cu2+转化为Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀;过滤后,往滤液中加入NH4HCO3,将Mn2+转化为MnCO3沉淀,分离烘干可得到成品。
【详解】(1)锰为25号元素,基态锰原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,则价层电子排布式为3d54s2,中存在过氧键(),则S原子在此化合物中不具有还原性,S原子的最外电子数为6,所以中S的化合价为+6。答案为:3d54s2;+6;
(2)B操作为浸取,通常在烧杯中进行,则在实验室进行步骤B操作时,可能用到的主要仪器为烧杯,故选C。答案为:C;
(3)步骤E中调节3.7<pH<8.3,此时Fe3+、Cu2+都完全沉淀,而Mn2+不生成沉淀,则其目的是:使Fe3+转化为Fe(OH)3和Cu2+转化为Cu(OH)2而除去,不影响Mn2+。答案为:使Fe3+转化为Fe(OH)3和Cu2+转化为Cu(OH)2而除去,不影响Mn2+;
(4)步骤G中,Mn2+与发生反应,生成MnCO3沉淀和CO2气体等,发生的离子方程式为,若Mn2+恰好沉淀完全时测得溶液中的浓度为2.2×10-6mol·L,则=2.2×10-6×1.0×10-5=2.2×10-11。答案为:;2.2×10-11;
(5)实验室可以用溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,若含有Mn2+,则被氧化为,对应的离子方程式:。答案为:。
【点睛】除去溶液中的Fe2+时,通常先将其氧化为Fe3+,再通过调节溶液的pH,让Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。
4.(1) 、S
(2)分液漏斗
(3) 6
(4)碳酸钠溶液过多,可能生成氢氧化锰沉淀;造成后续磷酸浪费
(5)85.0%
【分析】工业上以软锰矿(主要成分为,还含少量的铁、硅和铝的氧化物等杂质)为原料生产,粉末状软锰矿加入稀硫酸、FeS2浸取,MnO2在酸性环境中被还原为Mn2+进入溶液,其余金属氧化物均转化为相应的阳离子进入溶液,Fe2+被MnO2氧化为Fe3+,FeS2被MnO2氧化为Fe3+和S单质,S、SiO2不溶与酸成为滤渣;加入有机萃取剂萃取Fe3+,分液后取水相,调节pH沉淀Al3+,过滤后加入碳酸钠溶液得到碳酸锰沉淀,之后加入磷酸溶解碳酸锰得到。
【详解】(1)“酸浸”过程中生成一种黄色沉淀,该黄色沉淀为S单质,此过程中FeS2被MnO2氧化为Fe3+和S单质,根据得失电子守恒和电荷守恒配平方程式为:;由分析可知,“滤渣Ⅰ”的主要成分有、S。
(2)“工序①”为萃取,需要用到的玻璃仪器为烧杯、分液漏斗。
(3)和Fe3+反应会生成蓝色沉淀,向“有机相”中滴加溶液,有蓝色沉淀生成,可推出“有机相”中含Fe3+;中金属阳离子Fe2+提供空轨道,中心离子Fe2+的配位数为6。
(4)“沉锰”时,不能加入太多碳酸钠溶液,可能的原因为碳酸钠溶液过多,可能生成氢氧化锰沉淀;碳酸钠能够和磷酸反应,造成后续磷酸浪费。
(5)405kg的物质的量为,设100kg软锰矿中Mn的质量为xg,在生产过程中锰的损失率为8%,则x(1-8%)=×55g/mol,x=8.45×104g=85.0kg,则软锰矿中锰的质量分数约为=85.0%。
5.(1)14
(2)增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更加充分
(3)SiO2
(4) 3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2 8
(5)B
(6)2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
(7) 8 ×1023
【分析】根据流程,工业黄铜矿 (CuFeS2,含有SiO2,FeS,FeS2杂质)粉碎后,加入氧气选择性催化氧化硫元素,转化为含有Cu2+、Fe2+、的溶液,是酸性氧化物,不与硫酸反应,则过滤后的滤渣主要含有SiO2,向滤液中加入硫酸酸化,再加入H2O2将Fe2+转化为Fe3+,再加入CuO调节pH值,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤后得到滤渣2为Fe(OH)3,得到的滤液为硫酸铜溶液,进行电解得到铜单质,据此分析解答。
【详解】(1)电子排布式为:,核外电子的空间运动状态数等于轨道数,即:1+1+3+1+3+5=14,所以核外电子的空间运动状态数为14种;
(2)铜矿在灼烧之前粉碎的目的是增大固体的表面积,从而增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更加充分;
(3)是酸性氧化物,不与硫酸反应;
(4)由题意可知,灼烧中二硫化铁与空气中的氧气高温条件下反应生成四氧化三铁和二氧化硫,反应的化学方程式为,反应中消耗3mol二硫化铁,反应转移32mol电子,则90g二硫化铁完全反应时转移电子的物质的量为,故答案为:;8;
(5)电解硫酸铜溶液的化学方程式为,电解所得稀硫酸可在酸浸时循环使用,提高原料利用率,故选B;
(6)由题意可知,硫化亚铜与氧化亚铜高温条件下反应生成铜和二氧化硫,反应的化学方程式为;
(7)晶胞中为4个,而与个数比为1∶2,则有8个。位于构成的四面体体心,则配位数为4,则为8;由于带入数据计算得,则。
6.(1)
(2) 5.2≤pH<8.8
(3)
(4)
【分析】菱锰矿的主要成分为MnCO3,加入氯化铵焙烧发生的主要反应为,酸浸后其中Fe、Al、Ca、Mg等元素也被溶解生成Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,所以浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,结合表中离子的沉淀pH及信息可知,加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,再加氨水调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去,然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去,净化液主要溶质主要为MnCl2、NH4Cl,加入碳酸氢铵发生反应生成MnCO3,碳化结晶,过滤,滤饼干燥后得到MnCO3,滤液为NH4Cl溶液,蒸发结晶得到NH4Cl固体,可循环使用。
【详解】(1)根据以上分析可知,“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为;
(2)二氧化锰具有氧化性,可以氧化亚铁离子,而二氧化锰被还原为锰离子,反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;根据题干信息知pH在5.2时Al3+沉淀完全,pH在8.8时,Mn2+开始沉淀,所以将Fe3+、Al3+沉淀完全,可以调整pH范围在5.2≤pH,则加入MnS“除杂”后生成NiS,过滤得到滤渣NiS。
(4)沉锰”过程中锰离子沉淀率越高、镁离子沉淀率越低对应的温度和pH就是“沉锰”的合适条件,由图可知,“沉锰”的合适条件是温度为45℃,pH为7.5;“沉锰除去的杂质金属离子是Mg2+。
(5)温度超过30℃,NH4HCO3水解程度增大,释放出NH3和CO2,不利于“沉锰”。
9.(1)3d24s2
(2) 8
(3)Mn
(4) △H=-45.5kJ·mol-1 > 随着温度的升高,CO的浓度增加,说明生成CO的反应是吸热反应
【详解】(1)Ti是22号元素,基态钛原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2,则价电子排布式为3d24s2;
(2)根据Ti(NO3)4的球棍结构图示可知Ti的配位数是8,钛与高于70℃的浓硝酸发生反应,生成Ti(NO3)4,还生成NO2和H2O,反应的化学方程式为:,答案为:8,;
(3)在一个晶胞中含有A位置的原子数目是8=1,含有的另一种原子数目为,所以A位置的元素是Mn,答案为:Mn;
(4)①生成TiCl4和CO的反应方程式为,根据盖斯定律,两式相加,得到 △H=ΔH1+ΔH2=(-220.9 kJ·mol-1)+(+175.4 kJ·mol-1)=-45.5kJ·mol-1;
②根据图象,随着温度的升高,CO的浓度增加,CO2浓度降低,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,生成CO的反应是吸热反应,即△H>0,答案为:>,随着温度的升高,CO的浓度增加,说明生成CO的反应是吸热反应。
10.(1)A:;B:
(2)
(3)7、9
(4)
【详解】(1)A位于晶胞的顶点、面心和4个亚单位I型的内部,B位于4个亚单位II型的内部,1个亚单位内部4个, ,答案:A:;B:;
(2)铁元素的化合价反应后部分是+2, 部分是+3, 铁元素被还原,答案:;
(3)假设在一个晶胞内有个铁(包括二价铁与三价铁)和个铬离子,那么
考虑到一个晶胞内有
解得
则B离子中的数目为,的数目为,答案:7、9;
(4)由上题详解可知该物质的化学式是,,,一个晶胞的质量,N=8,解得;答案:。
11.(1)1074.8
(2)CaO与生成物CO2反应,生成物浓度减小,平衡正向移动,氢气的体积分数增大
(3) 0.5
(4) 30.0
(5) ()
【详解】(1)∆H=反应物的键能-生成物的键能==-42.1kJ/mol,解得x=1074.8。
(2)其他条件不变,在体系中投入一定量CaO,CaO与生成物CO2反应生成CaCO3,生成物浓度减小,平衡正向移动,氢气的体积分数增大,故答案为:CaO与生成物CO2反应,生成物浓度减小,平衡正向移动,氢气的体积分数增大。
(3)由反应可知,反应前后总压不变,所以平衡时总压为P0,H2O的分压为,A点的坐标为(t,);由图可知,平衡时CO2、H2、CO、H2O的平衡分压分别为,平衡常数KP=。
(4)已知Arrhenius经验公式为,根据图像可得①63.0=-3.0Ea+C,②33.0=-4.0Ea+C,联立方程解得Ea=30.0,则反应的活化能为30.0kJ/mol;使用高效催化剂,活化能降低,因此图像为:
。
(5)由a和b的坐标可得c的坐标为(),由均摊法可知,La为:,Ni原子位于内部和面心:,化学式为LaNi5,X射线衍射测定两晶面间距为dpm,设底面边长为a,则,可得,底面积=,则晶体的密度为=
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