(13分)已知甲、乙、丙分别代表中学化学中的常见物质,请根据题目要求回答下列问题:
(1)若甲的化学式为RCl3,其溶液在加热蒸于并灼烧时可发生如下反应:
a.甲+H2O乙十丙 b.乙氧化物+H2O
①若甲为某用途广泛的金属元素的氯化物,其溶液在上述变化中生成的氧化物为红棕色粉末,则该金属在周期表中的位置是:________。
②若甲为某短周期金属元素的氯化物,则甲发生a反应的化学方程式为:____。
③将以上两种金属单质用导线连接,插入一个盛有NaOH溶液的烧杯中构成原电池,则负极发生的电极反应为________。
(2)若甲、乙、丙均是短周期中同一周期元素形成的单质或化合物,常温下乙为固体单质,甲和丙均为气态化合物,且可发生反应:甲十乙丙。则:
①甲的结构式为________。
②写出上述反应的化学方程式________。
③写出在200mL 2mol/L的NaOH溶液中通入6.72L(标准状况)的气体甲发生完全反应的总离子方程式________。
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硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJ•mol-1
②1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) △H = - 47.3kJ•mol-1
反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H= kJ•mol-1;
平衡常数K的表达式为 。
(2)图1为在密闭容器中H2S气体分解生成H2和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
图1中压强p1、p2、p3的大小顺序为 ,理由是 ;该反应平衡常数的大小关系为K(T1) K(T2) (填“>”、“<”或“=”),理由是 。
(3)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0
①600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图2,反应处于平衡状态的时间段是 。
②据图2判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达);10min到15min的曲线变化的原因可能是 (填写编号)。
A.加了催化剂 B.缩小容器体积
C.降低温度 D.增加SO3的物质的量
(4)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液,且所得溶液呈中性,该溶液中c(Na+)= (用含硫微粒浓度的代数式表示)。
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(9分)目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。
(1)电解前,如果粗盐中SO42ˉ含量较高,必须添加试剂除去SO42ˉ,则按添加试剂顺序,依次发生反应的离子方程式为。
(2)补齐下列电解饱和食盐水制烧碱的离子方程式:
______________________ __________________________________
(反应物) (阴极产物) (阳极产物)
(3)在电解制得的NaOH中往往还含有一定量的NaCl,因此必需进行脱盐工序,脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过________、冷却、________ (填写操作名称)除去NaCl。
(4)已知NaCl在60℃的溶解度为37.1 g,现电解60℃精制饱和食盐水1371 g 。经分析,电解后溶液密度为1.37 g·cm-3,其中含有20gNaCl,则电解后NaOH的物质的量浓度为__________mo1·L-1(保留小数点后1位)。
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(9分)化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气,因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌。同时,由于粗锌中还含有铁等杂质,使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁,为了充分利用制氢废液,常用其制备皓矾(ZnSO4·7H2O)。某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾。制备皓矾的实验流程如下图所示。
已知:开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为:Fe(OH)3:2.7-3.7 Fe(OH)2:7.6-9.6 Zn(OH)2:5.7-8.0试回答下列问题:
(1)加入的试剂①,供选择使用的有:氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、浓硫酸、浓硝酸等,最好选用________,其理由是;
(2)加入的试剂②,供选择使用的有:a、Zn粉,b、ZnO,c、Zn(OH)2,d、ZnCO3,e、ZnSO4等,可选用________;
(3)从晶体1→晶体2,该过程的名称是________;
(4)在得到皓矾时,向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是________。
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(8分)磷是生物体中不可缺少的元素之一,在自然界中磷总是以磷酸盐的形式出现的,例如磷酸钙矿Ca3(PO4)2、磷灰石Ca5F(PO4)3等。
(1)磷的某种核素中,中子数比质子数多1,则表示该核素的原子符号为____________。
(2)磷酸钙与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1500℃生成白磷,反应为:
2Ca3(PO4)2+6SiO2 = 6CaSiO3+P4O10 10C+P4O10 = P4↑+10CO↑
上述反应中的各种物质,属于酸性氧化物的有________。
(3)白磷有剧毒,不慎沾到皮肤上,可用CuSO4溶液冲洗解毒。白磷可与热的CuSO4溶液反应生成磷化亚铜,与冷溶液则析出铜,反应方程式分别(均未配平)为:
① P4+CuSO4+H2O→Cu3P+H3PO4+H2SO4
② P4+CuSO4+H2O→Cu+H3PO4+H2SO4
反应①中,氧化剂为________,若上述两反应中被氧化的P4的物质的量相等,则消耗的CuSO4的物质的量之比为________。
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已知A、B、C、D、E、F为前4周期的6种元素,原子序数依次增大,其中A位于周期表的s的区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B原子价电子排布式为nsnnpn,B和E同主族,D原子的最外层电子数是其内层的3倍;F元素位于元素周期表的第4行、第11列。试回答下列问题:
(1)基态F原子的核外电子排布式为 。
(2)关于B2A2的下列说法中正确的是 (填选项序号)。
①B2A2中的所有原子都满足8电子稳定结构
②每个B2A2分子中σ键和π键数目比为1:1
③B2A2是由极性键和非极性键构形成的非极性分子
④B2A2中心原子的杂化类型为sp杂化
(3)B、C、D三种元素第一电离能由大到小的顺序排列为 (用元素符号表示)。
(4)C的单气态氢化物与C的最高价氧化物对应的水化物反应生成一种盐H,H晶体中存在的化学键类型有 (填选项序号)。
①离子键 ②共价键 ③氢键 ④配位键 ⑤金属键
(5)基态E原子的最高能层具有的原子轨道数为 ;B和E的最高价氧化物中,熔沸点较高的是 (写化学式);
(6)F单质的晶体堆积方式为面心立方最密堆积,其配位数为 ;若F的相对分子质量为M,它的晶胞棱长为acm,则F晶体的密度为 g·cm-3。(阿伏伽德罗常数为NA)
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(1 5分)
有机物A~F有如下转化关系:
已知一个碳原子上连有两个羟基时不稳定,转化如下:
请回答:
(1)A的结构简式为:________;④的反应类型________
(2)C与新制Cu(OH)2的化学方程式为________
(3)已知B的摩尔质量为162g/mol,完全燃烧的产物中n(CO2):n(H2O)=2:1,B的分子式为。
(4)F是生产高分子光阻剂的主要原料,特点如下:
①能发生加聚反应 ②含有苯环且苯环上一氯取代物只有两种 ③遇FeCl3显紫色
F与浓溴水反应的化学方程式________
B与NaOH反应的化学方程式________
(5)F的一种同分异构体G含苯环且能发生银镜反应。写出一种满足条件的G的结构简式________
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(15分)
原子序数依次递增的X、Y、Z、W是周期表中前30号元素,其中只有X、Y同周期。已知X的最外层电子数是其内层电子数的2倍;X与Y形成的常见化合物之一常被用于高炉炼铁;Z与X同主族,其单质在同周期元素形成的单质中熔点最高;W原子M能层为全充满状态,且核外的未成对电子只有一个。回答下列问题:
(1)从电负性角度分析,X,Y,Z三种元素的非金属活泼性由强到弱的顺序为________。
(2)X、Y分别与H形成的化学键的极性关系为X-H________Y-H(填“<”、“>”或“=”)。
(3)+l价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2,依次还有I3、I4、I5…,推测Z元素的电离能突增应出现在第____电离能。
(4)X的氢化物中X原子的杂化方式为sp2,则相对分子质量最小的分子式为____,
(5)W的价电子排布图为________;下图____表示的是W晶体中微粒的堆积方式(填甲、乙或丙);若W晶体中一个晶胞的边长为a cm,则W晶体的密度为____(写出含a的表达式,用NA表示阿伏伽德罗常数)。
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(15分)随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。
部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示:
该工艺的主要流程如下:
请回答下列问题。
(1)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,用化学方程式表示为________。
(2)反应①的目的是________。
(3)该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,写出该步发生反应的离子方程式:________。
(4)用已知浓度的硫酸酸化的H2C2O4溶液,滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量:VO2++H2C2O4+H+→VO2++CO2+X。X为________(写化学式)。
(5)经过热重分析测得:NH4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化 的曲线如上图所示。则NH4VO3在分解过程中________(填序号)。
A.先分解失去H2O,再分解失去NH3
B.先分解失去NH3,再分解失去H2O
C.同时分解失去H2O和NH3
D.同时分解失去H2、N2和H2O
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(14分)现向含6 mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液,整个过程中含碘物质的物质的量与所加人KBrO3的物质的量的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)b点时,KI反应完全,则氧化产物与还原产物的物 质的量之比为____,电子转移数目为________。
(2)已知b→c过程中,仅有溴元素发生化合价变化,写出并配平该反应的离子方程式________。
(3)已知在c→d段发生下列反应:=________mol,再向溶液中通入足量乙烯,充分反应后溶液增加的质量为________g。
(4)含a mol KI的硫酸溶液所能消耗n(KBrO3)的最大值为____。整个过程中转移的电子数目为____。
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