X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素,这五种元素的相关信息如下:
元素 | 相关信息 |
X | 其中一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代 |
Y | 原子核外电子有7种不同的运动状态 |
Z | 地壳中含量最高的元素 |
W | 价电子排布式为(n+1)sn(n+1)pn+2 |
R | 基态原子最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子 |
(1)基态R原子的电子排布式为______________________________________。
(2)Y2分子中σ键和π键的数目比为________________。
(3)X、Y、Z三种元素的第一电离能由小到大的顺序为____________(用元素符号表示),元素Y的简单气态氢化物的沸点比元素X的简单气态氢化物沸点高的主要原因是_____________。
(4)元素Z、W组成的微粒WZ42-的空间构型是______,其中W原子的杂化轨道类型为________。
(5)已知Z、R能形成一种化合物,其晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为________;若相邻的Z原子和R原子间的距离为a cm,设阿伏加德常数的值为NA,则该晶体的密度为__________g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
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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:还原焙烧主反应为:2MnO2+C2MnO+CO2↑。
可能用到的数据如下:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 |
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)步骤B中若采用质量分数为35%的硫酸(密度ρ=1.26 g/cm3),则其物质的量浓度为____。
(2)步骤C中得到的滤渣主要成分是______________________________,步骤D中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_____________________________。
(3)步骤E中调节pH的范围为______________________________。
(4)步骤G的离子方程式为_________________________________________,若Mn2+沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10-6 mol/L,则Ksp(MnCO3)=___________。
(5)实验室可以用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,原理为:____Mn2+ +____ S2O82- + _____H2O = __________________________________,
①请完成上述离子方程式; _____________
②请描述Mn2+未完全反应时出现的现象__________。
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(1)X是短周期中原子半径最小的元素,X、Y组成的气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;
①Y的原子结构示意图是______________,甲的空间构型为__________。
②写出向硝酸铝溶液中通入过量气体甲的反应的离子方程式_________________。
(2)用硝酸铝溶液(加入分散剂)制备纳米氧化铝粉体的一种工艺流程如下。
已知:①(CH2)6N4水溶液显碱性。
②Ksp[Al(OH)3] =1.3×10-33 ;溶液中离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,可认为这种离子在溶液中不存在。
凝胶中含有的硝酸盐除硝酸铝外还有___________________(填物质名称)。
(3)“拟晶”(quasicrystal)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。某含铝“拟晶” 的化学式为:Al65Cu23Fe12, 它是二十世纪发现的几百种拟晶之一,具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶的说法正确的是_______________。(填标号)
A.无法确定Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价
B.Al65Cu23Fe12的硬度小于金属铁
C.Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料
D.1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去265 mol电子
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煤燃烧排放的烟气含有 SO2和 NOx,形成酸雨、污染大气。
(1)采用 NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。在鼓泡反应器中通入含有 SO2和 NO 的烟气,写出 NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式______________.
(2)NO2与SO2能发生反应:NO2+SO2 SO3+NO,在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n0(N02) : n0 (SO2)] 进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率[α(NO2)]。 部分实验结果如图所示:
①当容器内________(填标号)不再随时间的变化而改变时,可以判断反应达到了化学平衡状态。
a.气体的压强
b.气体的平均摩尔质量
c.气体的密度
d.N02的体积分数
e.气体的颜色
②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是__________。
③图中C、D两点对应的实验温度分别为Tc和Td,试判断: Tc_____Td(填“>”、“=”或“<”)。
(3)已知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-113.0 kJ• mol-1
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H=-196. 6 kJ• mol-1
则 NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) △H= ________.
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25℃时,向10 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH与NaOH溶液体积关系如右图所示:
(1)用电离方程式表示P点pH<7的原因是________。
(2)M、Q两点中,水的电离程度较大的是________点。
(3)下列关系中,正确的是________。
a.M点c(Na+)>c(NH4+)
b.N点c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-)
c.Q点c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Na+)
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A、D、E、W是中学常见的四种元素,原子序数依次增大,A的原子最外层电子数是次外层的2倍,D的氧化物属于两性氧化物,D、E位于同周期,A、D、E的原子最外层电子数之和为14,W是人体必需的微量元素,缺乏W会导致贫血症状。
(1)A在元素周期表中的位置是____________。
(2)下列事实能用元素周期律解释的是(填字母序号)________。
a. D的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于Mg(OH)2
b. E的气态氢化物的稳定性小于HF
c. WE3的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板
(3)E的单质可以从NaBr溶液中置换出Br2单质,从原子结构的角度解释其原因是____________。
(4)①工业上用电解法制备D的单质,反应的化学方程式为____________。
②家用“管道通”的有效成分是烧碱和D的单质,使用时需加入一定量的水,此时发生反应的化学方程式为________。
(5)W的单质可用于处理酸性废水中的NO3-,使其转换为NH4+,同时生成有磁性的W的氧化物X,再进行后续处理。上述反应的离子方程式为____________。
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氯是海水中含量最丰富的元素,氯的单质及其化合物在生成、生活领域应用广泛。
(1)自来水厂常用液氯进行杀菌消毒。氯气溶于水发生的可逆反应为______________(用离子方程式表示)。
(2)用液氯消毒会产生微量有机氯代物,危害人体健康,可以使用二氧化氯(ClO2)代替液氯。工业上以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠(NaClO3)和硫酸溶液混合制备二氧化氯气体。已知黄铁矿中的硫元素(-1价)最终氧化成SO42-,写出制备二氧化氯的离子方程式_____________________________________。
(3)生产漂白粉工厂的主要设备是氯化塔,塔从上到下分为四层,如图为生产流程示意图。
生产漂白粉反应的化学方程式为_____________________。实际生产中,将石灰乳(含有3%-6%水分的熟石灰)从塔顶喷洒而下,氯气从塔的最底层通入。这样加料的目的是_____________________________。
(4)用莫尔法可以测定溶液中Cl-的含量。莫尔法是一种沉淀滴定法,用标准AgNO3溶液滴定待测液,以K2CrO4为指示剂,滴定终点的现象是溶液中出现砖红色沉淀(Ag2CrO4)。已知平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,该滴定过程需要控制pH范围在6.5~10.5,若pH小于6.5会使测定结果偏高。结合平衡移动原理解释偏高的原因:_______________________________ 。
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工业上利用铁的氧化物在高温条件下循环裂解水制氢气的流程如下图所示。
(1)反应I的化学方程式为:Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g),反应Ⅱ的化学方程式为_________,对比反应I、Ⅱ,铁的氧化物在循环裂解水制氢气过程中的作用是_________。用化学方程式表示反应I、Ⅱ、Ⅲ的总结果:_________。
(2)反应III为:CO2(g)+C(s)2CO(g) H>0。为了提高达平衡后CO的产量,理论上可以采取的合理措施有_________(任写一条措施)。
(3)上述流程中铁的氧化物可用来制备含有Fe3+的刻蚀液,用刻蚀液刻蚀铜板时,可观察到溶液颜色逐渐变蓝,该反应的离子方程式为_________。刻蚀液使用一段时间后会失效,先加酸,再加入过氧化氢溶液,可实现刻蚀液中Fe3+的再生,该反应的离子方程式为_________。
(4)上述流程中碳的氧化物可用来制备碳酰肼[CO(NHNH2)2,其中碳元素为+4价]。加热条件下,碳酰肼能将锅炉内表面锈蚀后的氧化铁转化为结构紧密的四氧化三铁保护层,并生成氮气、水和二氧化碳。该反应的化学方程式为_________。
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5种固体物质A、B、C、D、E由下表中不同的阴阳离子组成,它们均易溶于水。
阳离子 | Na+ Al3+ Fe3+ Cu2+、 Ba2+ |
阴离子 | OH- Cl- CO32- NO3- SO4- |
分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀,向该沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体;
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀,同时产生大量气体;
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀,过量C溶液与D溶液混合后无现象;
④B溶液与D溶液混合后无现象;
⑤将38.4 g Cu片投入装有足量D溶液的试管中,Cu片不溶解,再滴加1.6 mol·L-1稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现。
(1)据此推断A、C的化学式为:A______________;C______________。
(2)写出步骤②中发生反应的化学方程式____________________________________。
(3)D溶液中滴入石蕊试液,现象是___________________________________________,原因是_____________________________________________(用离子方程式说明)。
(4)步骤⑤中若要将Cu片完全溶解,至少加入稀H2SO4的体积是____________mL。
(5)现用500 mL 3 mol·L-1的E溶液充分吸收11.2 L CO2气体(标准状况 下),反应后溶液中各离子的物质量浓度由小到大的顺序为_________________________________。
(6)若用惰性电极电解A和B的混合溶液,溶质的物质的量均为0.1 mol,请在坐标系中画出通电后阳极产生气体的体积(标准状况下)V与通过电子的物质的量n的关系(不考虑气体溶于水)。_________
’。
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砷(As)是第四周期第V A族元素,用化学用语回答问题:
(1)砷的最高价氧化物对应的水化物化学式是_________,气态氢化物的稳定性ASH3________(填写“大于”或“小于”)NH3。
(2)砷在自然界中主要以硫化物形式(如雄黄As4S4、雌黄As2S3等)存在。雄黄和雌黄的转换关系如图1所示:
①气体物质a是_____________(填化学式)。
②第I步反应的离子方程式是_________________________________。
(3)Na2HAsO3溶液呈碱性,原因是_______________(用离子方程式表示),该溶液中c(H2AsO3-)______ c(AsO33-) (填“>”、“<”或“=”)。
(4)某原电池装置如图2所示,电池总反应为AsO43-++2I-+H2O AsO33-+I2+ 2OH-。当P池中溶液由无色变蓝色时,正极上的电极反应式为_________;当 电流计指针归中后向Q中加入一定量的NaOH,电流计指针反向偏转,此时P 中的反应式是__________________。
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