D.a点时,c(A-)=c(HA)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
二、非选择题:
本题共5小题,共60分。
11.(14分)铬铁矿的主要成分为亚铬酸亚铁(FeCr2O4),还含有SiO2及少量难溶于水和碱溶液的杂质。
以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)为了加快“煅烧”的反应速率,可以采取的措施有(写一条即可)。
(2)亚铬酸亚铁(FeCr2O4)中铬元素的化合价为;“煅烧”后亚铬酸亚铁转化为Na2CrO4和NaFeO2,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为。
(3)“水浸”时,NaFeO2遇水强烈水解,有红褐色沉淀产生,其水解的离子方程式为。
(4)“滤液1”中主要含有CrO42-、SiO32-、OH-等阴离子。
利用“煅烧”产生的气体X调节pH,可防止产品混入较多的杂质,则气体X为(填化学式,下同),滤渣2的主要成分为。
(5)“铬转化”时,若盐酸浓度过大,在较高温度下Cr2O72-会转化为Cr3+,影响产品的纯度并产生有毒气体污染环境,写出影响产品纯度的相关反应离子方程式。
(6)处理含有Cr2O72-的酸性废水防止铬对环境产生污染。
①每次取废水样品amL,用bmol·L-1Na2S2O5溶液进行处理,将Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+,同时S2O52-转化为SO42-,平均每次消耗了vmL。
废水中c(Cr2O72-)为。
(用含a、b、v的式子表示)。
②室温下,将上述溶液再调节至pH=8,使Cr3+转化成Cr(OH)3而沉降,分离出污泥,检测到废水中Cr3+浓度约为5×10-13mol·L-1,室温下Ksp[Cr(OH)3]=mol4·L-4
12.(13分)为探究Fe3+能否氧化S2O32-,某兴趣小组用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液(pH≈7)和0.1mol·L-1FeCl3溶液(pH≈1)进行如下操作并记录现象。
已知:
①Fe3++S2O32-
Fe(S2O3)+(紫色)
②Fe2+遇S2O32-无明显现象
③SO42-能显著减慢Fe(S2O3)+的紫色褪去
(1)配制FeCl3溶液时,需要用盐酸酸化,原因是(用化学方程式表示)。
(2)分析实验I:
若向紫色溶液中加入酸,会使体系中(填离子符号)浓度增大,导致Fe3++S2O32-
Fe(S2O3)+平衡正向移动,溶液紫色变深;出现淡黄色浑浊是因为S2O32-与H+发生了反应,该反应的离子方程式为。
(3)分析实验II:
溶液紫色褪去,是因为S2O32-被(填“氧化”或“还原”)成S4O62-,该反应的离子方程式为。
(4)实验I中出现淡黄色浑浊,而实验II中未出现淡黄色浑浊的原因是。
(5)请设计实验方案证明Fe3++S2O32-
Fe(S2O3)+反应是有限度的。
13.(13分)科学家利用Li4SiO4吸附CO2,对于实现废气资源的再利用及碳循环经济技术的发展都具有重要意义。
回答下列问题:
(1)可用Li2CO3与SiO2反应制取吸附剂Li4SiO4。
已知:
2Li2O(s)+SiO2(s)=Li4SiO4(s)△H1=akJ·mol-1
Li2CO3(s)+SiO2(s)=Li2SiO3(s)+CO2(g)△H2=bkJ·mol-1
Li2SiO3(s)=Li2O(s)+SiO2(s)△H3=ckJ·mol-1
则2Li2CO3(s)+SiO2(s)=Li4SiO4(s)+2CO2(g)△H=kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)。
(2)CO2的吸附回收及材料再生的原理如下图所示:
“吸附”过程中主要反应的化学方程式为。
(3)为了探究Li4SiO4的吸附效果,在刚性容器中放入1000g的Li4SiO4吸附剂,通入10.0mol不同比例的N2和CO2混合气体,控制反应时间均为2小时,得到Li4SiO4吸附CO2后固体样品质量百分数与温度的关系如下图所示。
①该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。
②A点的v正v拟(填“>”、“<”或“=”),理由是。
③不同CO2的体积分数对于吸附速率的影响是。
④保持B点的温度不变,若所用刚性容器体积为原来的一半,则平衡时理论上c(CO2)较原平衡(填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑤B点CO2的吸收率为(保留3位有效数字)。
14.(10分)卟啉化合物在生命科学、太阳能储存等众多领域具有广阔的应用前景。
回答下列问题:
I.四苯基金属锌卟啉配合物具有促进细胞组织呼吸、改善蛋白质和糖代谢等作用,其合成过程如下(ph-为苯基):
(1)配合物中基态Zn原子的价电子排布式为,C原子的杂化类型为。
(2)合成过程所用的试剂乙醇中所含元素的电负性由大到小的顺序为。
(3)乙醇的沸点高于二氯甲烷的沸点,主要原因是。
II.研究表明利用卟啉配合物对钙钛矿薄膜进行修饰调控,可大幅度提高钙钛矿太阳能电池器件的性能和稳定性。
(4)钙钛矿晶胞如图所示,Ti4+处于6个O2-组成的空隙中,若Ca2+与O2-的最短距离为anm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则晶体的密度为g·cm-3(列出计算表达式)。
(5)在钙钛矿晶胞结构的另一种表示中,Ti4+处于各顶点位置,则O2-处于位置。
15.(10分)沙芬酰胺是治疗帕金森病的新药,一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为,B中含有的官能团名称为。
(2)写出③的反应方程式。
(3)⑤的中间产物极不稳定,易失去一分子水,最终生成F,F的结构简式为。
(4)⑥的反应类型为。
(5)
是沙芬酰胺另一种合成路线的原料,有机物C与该原料的分子式相差1个CH2原子团。
G有多种同分异构体,写出一种同时满足下列条件的同分异构体的结构简式。
①苯环上有两个对位取代基
②能与FeCl3溶液发生显色反应