【题目】锰元素的化合物在多个领域中均有重要应用。
(1)Mn2+基态核外电子排布式为________,SO42-中S原子轨道的杂化类型为________。
(2)二价锰的3种离子化合物的熔点如下表:
物质 | MnCl2 | MnS | MnO |
熔点 | 650℃ | 1610℃ | 2800℃ |
上表3种物质中晶格能最大的是________。
(3)某锰氧化物的晶胞结构如图所示,该氧化物的化学式为________。
(4)在化合物K3[Mn(CN)6]中,微粒之间存在的作用力有________(填字母)。
a. 离子键 b. 共价键 c. 配位键 d. 氢键
(5)制备LiMn2O4的实验过程如下:将MnO2和Li2CO3按4∶1的物质的量之比配料,球磨3~5 h,然后升温,高温加热,保温24 h,冷却至室温。写出该反应的化学方程式:____________。
【答案】1s22s22p63s23p63d5 sp3 MnO MnO2 abc 8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【解析】
(1)Mn是25号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,Mn2+基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;
SO42-中S原子的价层电子数=4+(6+2-3×2)=4,所以采取sp3杂化方式;
(2)三种物质都是离子晶体,离子半径越小,离子键就越强,离子晶体的晶格能就越大,物质的熔点就越高,根据表格数据可知上表三种物质中晶格能最大的是MnO;
(3)在该晶体中含有的Mn原子个数为8×+1=2,含有的O原子数目为:4×+2=4,Mn:O=2:4=1:2,所以该锰的氧化物的化学式为MnO2;
(4)K3[Fe(CN)6]是配位化合物,也是离子化合物,则该化合物中一定存在配位键、离子键,C、N之间存在极性共价键,所以存在的作用力有abc;
(5)MnO2和Li2CO3反应后只有Mn的价态降低,必然有元素的化合价升高,C元素处在最高价态,不能升高,则只能是O元素价态升高,所以还有O2生成.该反应的方程式为:8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
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【题目】某小组利用下面的装置进行实验,②、③中溶液均足量,操作和现象如下表。
实验 | 操作 | 现象 |
Ⅰ | 向盛有Na2S溶液的①中持续通入CO2至过量 | ②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低; ③中产生白色浑浊,该浑浊遇酸冒气泡 |
Ⅱ | 向盛有NaHCO3溶液的①中持续通入H2S气体至过量 | 现象同实验Ⅰ |
资料:CaS遇水完全水解
由上述实验得出的结论不正确的是
A. ③中白色浑浊是CaCO3
B. ②中溶液pH降低的原因是:H2S+Cu2+ == CuS↓+2H+
C. 实验Ⅰ①中CO2过量发生的反应是:CO2+H2O+ S2== CO32+ H2S
D. 由实验Ⅰ和Ⅱ不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱
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【题目】控制适合的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。回答下列问题:
(1)反应开始时,乙中石墨电极上发生________反应(填“氧化”或“还原”),盐桥中的阴离子移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
(2)反应开始时,甲中石墨电极上的电极反应式为________。
(3)反应达到化学平衡状态时,电流计指针________偏转。(填“是”或“否”)。
(4)反应达到平衡状态后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中石墨电极为________极。
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【题目】铝的利用成为人们研究的热点,是新型电池研发中重要的材料。
(1)通过以下反应制备金属铝。
反应1:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g);ΔH1=akJ·mol-1
反应2:Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g);ΔH2=bkJ·mol-1
反应3:3AlCl(g)===2Al(l)+AlCl3(g);ΔH3
①反应3的ΔH3=_______kJ·mol-1。
②950℃时,铝土矿与足量的焦炭和Cl2反应可制得AlCl3。该反应的化学方程式是_______。
(2)在高温条件下进行反应:2Al(l)+AlCl3(g)3AlCl(g)。
①向图1所示的等容积A、B密闭容器中加入足量的Al粉,再分别充入1 mol AlCl3(g),在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlCl3(g)体积分数随时间的变化图,在图2中画出B容器内AlCl3(g)体积分数随时间的变化曲线。__________
②1100℃时,向2 L密闭容器中通入3 mol AlCl(g),发生反应:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%,则该反应的平衡常数K=________。
③加入3molAlCl(g),在不同压强下发生反应,温度对产率的影响如图3所示。此反应选择温度为900℃的原因是_______________。
(3)用铝制作的快速放电铝离子二次电池的原理如图4所示。
①该电池充电时,阴极的电极反应式为_____。
②AlCl3和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池,电镀时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在电极上相互转化,其他离子不参与电极反应。NaCl的作用是_____。
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【题目】下列反应的离子方程式正确的是
A. Fe(OH)3和HI的反应 Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
B. 1.5 mol/L 100 ml的FeBr2溶液中通入3.36L(标准状况)Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2==2Fe3++4Cl-+Br2
C. 铁与足量的稀硝酸溶液反应放出NO气体:3Fe+8H++2NO3-==3Fe2++4H2O+2NO↑
D. 向明矾[KAl(SO4)2]溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42-恰好沉淀完全:2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-==2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
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【题目】(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH= 99 kJ/mol。
请回答下列问题:
①图中A点表示:__________________________。
C点表示:______________________________。
E的大小对该反应的反应热______(填“有”或“无”)影响。
②25℃、101 kPa下测得,2mol SO2和1 mol O2充分反应放出热量________198 kJ(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气,放出241.8 kJ热量(25℃、101 kPa下测得)
①写出该反应的热化学方程式:_____________________________。
②若1 mol水蒸气转化为液态水放热45kJ,则反应H2(g)+O2(g)H2O( l )的ΔH =________________kJ/mol。
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【题目】碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
C.在Z导管出来的气体中没有二氧化碳
D.在Z导管口排出无色气体
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【题目】如图是产生和收集气体的实验装置,该装置适合于( )
A.用浓硝酸与Cu反应制取NO2B.用浓盐酸和MnO2反应制取Cl2
C.用H2O2溶液和MnO2反应制取O2D.用NH4Cl和Ca (OH)2反应制取NH3
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【题目】燃煤及硫酸工业尾气中的SO2是重要的大气污染物,可以用以下方法处理尾气中的SO2。
方法一:通过活性炭作用回收
(1)配平反应方程式。____C(s)+____SO2(g)_____S2(g)+_____CO2(g)
(2)反应的化学平衡常数表达式为______________________;若在某密闭容器中进行上述反应,为了加快吸收SO2,可采取的措施有_____________________________。
方法二:利用亚硫酸钠溶液进行吸收
(3)把尾气(含二氧化硫)不断通入到饱和亚硫酸钠溶液中,生成亚硫酸氢钠,pH值的变化如图所示,请根据图示,解释pH值变化的原因:_________________________________________。
方法三:利用氯气和干燥的二氧化硫在活性炭催化剂存在下反应制取氯化硫酰:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)+97.3kJ,已知氯化硫酰(SO2Cl2)主要用作氯化剂。它是一种无色液体,熔点-54.1℃,沸点69.1℃。
(4)若反应的容器体积为2L,2分钟内液体质量增加了2.7克,用氯气表示这两分钟内的化学反应速率____。
(5)(以下写出一种措施即可)。若在此条件下,为了提高SO2的转化率,可采取的措施有______________,当___________________________时说明上述反应已达到平衡状态。
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