(12分)下表为元素周期表的一部分,参照元素①~⑦在表中的位置,请用化学用语回答下列问题:
族 周期 |
IA |
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0 |
|||||
1 |
① |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
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2 |
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② |
④ |
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3 |
⑤ |
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③ |
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⑥ |
⑦ |
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(1)④、⑤、⑦的原子半径由大到小的顺序为___________。
(2)⑥和⑦的最高价含氧酸的酸性强弱为__ ___>_______。
(3)①、②两种元素的原子按1:1组成的常见液态化合物的电子式为__________。在酸性溶液中该物质能将Fe2+氧化,写出该反应的离子方程式____________。
(4)由表中元素形成的物质可发生下图中的反应,其中B、C、G是单质,B为黄绿色气体,D溶液显碱性。
① 写出D溶液与G反应的化学方程式____________。
② 写出检验A溶液中溶质的阴离子的方法: ____________。
③ 常温下,若电解1 L 0.1 mol/L A溶液,一段时间 后测得溶液pH为12(忽略溶液体积变化),则该电解过程中转移电子的物质的量为__________ mol。
④ 若上图中各步反应均为完全转化,则混合物X中含有的物质有_______。
(9分)氮及其化合物与人们的生活息息相关。
(1)氮元素在周期表中的位置是 。
(2)实验室可用铜与稀硝酸反应制取NO,其离子方程式是 。为防止环境污染,可用碱液吸收氮的氧化物。NO与NO2按物质的量之比1:1被NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐,该化学方程式是 。
(3)已知:① CH4(g) + 4 NO2(g) = 4 NO(g) + CO2(g) +2 H2O(g) △H= -574 kJ·mol-1
② CH4(g) + 4 NO(g) = 2 N2(g) + CO2(g) + 2 H2O(g) △H= -1160 kJ·mol-1
根据①和②,标准状况下,4.48 L CH4恰好将NO2转化为N2时,△H= 。
由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H -574 kJ·mol-1
(4)同温同压下,3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气完全转化为N2,则原混合
气中 NO和NO2的体积比是 。
(5)含有1mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉,所得氧化产物a、b与铁粉物质的量关系如下图所示。 b是 n3 = p=
(10分)纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·x H2O,经过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2 。
用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
请回答下列问题:
⑴ TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为__________________________。(2分)
(2) 配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的原因是____________;(1分)
使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外,还需要下图中的_____(填字母代号)。(2分)
(3) 滴定终点的现象是____________________________________________。(1分)
(4) 滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g·mol-1)试样w g,消耗c mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为______________________。(2分)
(5) 判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
① 若在配制标准溶液过程中,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,使测定结果_________________。(1分)
② 若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果_____。(1分)
(8分)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究:
【实验】将燃烧的钠迅速伸入到盛有装满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
【提出假设】
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3。
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
【设计实验方案.验证假设】该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究:
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
方案1 |
取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 |
溶液变成红色 |
白色物质为Na2O |
方案2 |
①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 |
出现白色沉淀 |
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③静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 |
无明显现象 |
【思考与交流】
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是 。
(2)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为 。
(3)通过方案1和方案2的实验,你认为上述三个假设中, 成立。你的理由是 。
(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 。
(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点,并简述理由: 。
有一种MCFC型燃料电池,该电池所用燃料为H2和空气,电解质为熔融的K2CO3。电池的总反应为:2H2 + O2 == 2H2O,负极反应为H2 + CO32--2e- = H2O + CO2。下列说法中正确的是
A.正极反应为4OH--4e-= 2H2O + O2↑
B.电池放电时,电池中CO32-的物质的量将逐渐减少
C.放电时CO32-向负极移动
D.电路中的电子经正极、负极、熔融的K2CO3后再流回正极,形成闭合回路
已知A、B、C、D、E是短周期元素中原子序数依次增大的5种主族元素,其中元素A、E的单质在常温下呈气态,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是
A.元素B位于元素周期表中第二周期第VIA族
B.一定条件下,元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不能发生反应
C.工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质
D.化合物AE与CE具有相同类型的化学键