(9分)A、B、C、D是中学化学中常见的四种化合物,它们分别由两种元素组成.甲、乙、丙是单质,甲、丙、A、C、D常温下均为气体,B为液体.这些单质和化合物之间存在如下关系:
(1)写出下列物质的分子式:A_______ 甲_______、丙_______.
(2)写出单质甲跟化合物C反应,生成SO2和化合物B的化学方程式_____________.
(3)标准状况下将28L化合物A与足量的过氧化钠充分反应转移电子的数目为
(4)在密闭容器中,化合物B跟化合物D在高温下生成化合物A和单质丙的反应是可逆反应,其化学方程式为__________。
(5)化合物C的稳定性比化合物B (填强或弱)。
【解析】本题属于无机框图题,关键是寻找突破点。常见的液体是水,则B是水。单质和化合物反应生成SO2和水的反应,根据原子守恒可知甲应是氧气,C是H2S。单质和气态化合物反应生成另外一种气态化合物的,常见的是CO2和C的反应生成CO,因此A是CO2,D是CO,乙是C。CO在高温下和水蒸气反应又生成CO2和氢气,所以丙是氢气。
(1)(2)(4)略
(3)28LCO2的物质的量是。CO2和过氧化钠反应的方程式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2↑,在反应中过氧化钠既是氧化剂也是还原剂,转移的电子是2,所以当消耗1.25mol是转移的电子数目为1.25NA。
(5)S的非金属性弱于O的,所以H2S的稳定性弱于H2O的。
(8分)食盐中含有一定量的镁、铁等杂质元素,某学习小组对加碘盐进行如下实验(已知:氧化性:IO-3>Fe3+>I2);取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+),用适量蒸馏水溶液解,并加稀盐酸酸化,将所得溶液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色;第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,用CCl4萃取,下层溶液显紫红色;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变化。
(1)由此可知,该加碘盐中的含碘物质是 (填化学式);
(2)第一份试液加KSCN溶液显红色,写出该反应的离子方程式 ;
(3)第二份试液加CCl4萃取后下层溶液中显紫红色的物质是 (填化学式):
(4)第二份试液中加入足量KI固体,先后发生反应的离子方程式为 。
【解析】第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色,说明含有铁离子。根据实验二的现象可知反应中生成了单质碘,由于铁离子和IO3-均能氧化碘离子,所以方程式有2个。根据实验三可判断,加碘盐中没有碘化钾,所以碘盐中加入的是碘酸钾。
(8分)某研究小组探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应。
已知: 1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液中c(H+)=0.01mol/L
请回答:
(1)装置A中反应的化学方程式是 。
(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应进行的操作是 。
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是 ,说明SO2具有 性。
(4)分析B中产生上述白色沉淀的原因可能是:
观点1: ;
观点2:SO2与Fe3+反应;
观点3:在酸性条件下SO2与NO3-反应;
①如果观点2正确,装置B中反应的离子方程式是
②如果想验证观点3,只需将装置B中的 Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验。应选择的试剂是(填序号) 。
a.0.1 mol/L 稀硝酸
b.1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液
c.6.0 mol/L NaNO3和0.02 mol/L盐酸等体积混合的溶液
【解析】(1)装置A是原来制取SO2的,所以方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)可以通过通入氮气来排尽装置中的空气。
(3)硝酸铁溶液显酸性,因此生成的沉淀只能是硫酸钡沉淀,这说明SO2被硝酸铁氧化生成了硫酸,从而产生硫酸钡白色沉淀,因此SO2具有还原性。
(4)因为铁离子和硝酸跟离子均能氧化SO2,所以SO2被氧化生成硫酸,既可能是被铁离子氧化,也可能是被酸性条件下的硝酸跟离子氧化,后者是同时被氧化。要想验证观点③,就必须排除铁离子和硝酸的干扰, a是硝酸能直接氧化SO2,由于SO2溶于水显酸性,因此硝酸亚铁在酸性溶液中,亚铁离子可被硝酸氧化生成铁离子。因此答案选择c。
(7分)短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示,其中T所处的周期序数与主族序数相等,请回答下列问题:
(1)T在周期表中的位置 __________,第六周期与R同主族元素的原子序数为 ,该元素为 元素(填“金属”或“非金属”)
(2)元素的非金属性(原子得电子的能力):Q________T(填“强于”或“弱于”)。
(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应,生成两种物质,其中一种是气体,反应的化学方程式为______________________________________________。
(4)R有多种氧化物,其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下,2 L的甲气体与0.5 L的氧气相混合,若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成的 R的含氧酸盐只有一种,则该含氧酸盐的化学式是____________。
【解析】根据元素在周期表中的位置可知T属于第三周期,T所处的周期序数与主族序数相等,所以T是Al,则Q是C,R是N,W是S。
(1)N是第ⅤA,所以第六周期、第ⅤA元素的原子序数是7+8+18+18+32=83,该元素是铅,属于金属元素。
(2)C是非金属,Al是金属,前者的非金属性强于后者。
(3)单质硫的化合价是0价,浓硫酸中硫的化合价是+6价,若二者反应的生成物只有2种,且一种是气体,因为生成物一定有水,则该气体只能是SO2。
(4)N的氧化物中相对分子质量最下的是NO。在反应中NO和O2的物质的量之比是4︰1,根据得失电子守恒可知NO的失去1个电子,化合价由+2价升高到+3价,因此含氧酸盐是NaNO2。
(12分)、X、Y、Z、W是短周期的四种元素,有关它们的信息如下表所示。
元素 |
部分结构知识 |
部分性质 |
X |
X的单质由双原子分子构成,分子中有14个电子 |
X有多种氧化物,如XO、XO2、X2O4等;通常情况下XO2与X2O4共存 |
Y |
Y原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半 |
Y能形成多种气态氧化物 |
Z |
Z原子的最外层电子数多于4 |
Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于6 |
W |
W原子的最外层电子数等于2n-3(n为原子核外电子层数) |
化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn+ |
填写下列空白:(提示:不能用字母X、Y、Z、W作答)
(1)写出X单质的一个重要用途
(2)X、Y、Z三元素的最高价氧化物的水化物酸性由强到弱的顺序是 (填化学式)。
(3)实验室制备X最简单气态氢化物的化学方程式
(4)将少量Y的最高价氧化物通入硅酸钠溶液中反应的离子方程式
(5)W单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式
(6)Z单质在加热的条件下与浓氢氧化钠溶液反应,氧化产物与还原产物的物质的量之
比为1:5则反应的离子方程式
【解析】X的单质由双原子分子构成,分子中有14个电子,所以X的原子序数是7,即为N。次外层电子数等于最外层电子数的一半的原子是C,即Y是C。最高正化合价与最低负化合价代数和等于6,说明Z属于第 ⅦA。因为F没有正价,所以Z是Cl。最外层电子数等于2n-3(n为原子核外电子层数),则n只能是2或3。又因为W原子易失去最外层电子形成Wn+,所以n等于3,即W是Al。在氯气和氢氧化钠的反应中,还原产物是氯离子,若氧化产物和还原产物的物质的量之比是1︰5,则氧化产物中氯元素的化合价是+5价。即为ClO3-。
一定量的铝铁合金与300 mL 2 mol/L的硝酸反应生成3.36 L NO(标准状况)和3
价铁盐、铝盐等,再向反应后的溶液中加入3 mol/L NaOH溶液,使铝铁元素刚好全部转化为沉淀,则所加NaOH的体积为( )
A.150 mL B.200 mL C.450 mL D.无法计算
【解析】当铝铁元素刚好全部转化为沉淀时,溶液中就只有硝酸钠,所以根据原子守恒可知硝酸钠的物质的量是0.3L×2mol/L-=0.45mol,因此氢氧化钠也是0.45mol,则其体积是
,所以正确的答案是A。