(10分)已知A、B、C、D、E五种主族元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。A、C同主族,可形成离子化合物CA;B、D同主族,可形成DB2、DB3两种分子。请回答下列问题:
(1)元素E在元素周期表中的位置是 ,A、B、C、D、E五种元素原子半径由小到大的顺序为 (用元素符号书写)。
(2)A、B两种元素能形成两种常温下呈液态的化合物M、N,具有强氧化性的化合物M的电子式可表示为 ;化合物N在同主族元素形成有具有相同结构的物质中,具有较高的沸点,其原因是 。
(3)在上述元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是 (写化学式,下同),非金属气态氢化物还原性最强的是 。
(4)A、B、C、D中的三种或四种元素能形成多种离子化合物,其中水溶液呈酸性的有 (写出所有化合物,用化学式表示,下同),能与稀盐酸发生氧化还原反应的有 。
(8分)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得:
SiO2+ C+ N2 Si3N4+ CO
根据题意完成下列各题:
(1)配平上述化学反应方程式。
(2)为了保证石英和焦炭尽可能的转化,氮气要适当过量。某次反应用了20mol氮气,反应生成了5mol一氧化碳,此时混合气体的平均相对分子质量是 。
(3)分析反应可推测碳、氮气的氧化性:C N2(填“>”“<”“=”)。
(4)氮化硅陶瓷的机械强度高,硬度接近于刚玉(A12O3),热稳定性好,化学性质稳定。以下用途正确的是 。
A.可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备
B.在电子工业上制成耐高温的电的良导体
C.研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机
D.氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制,没有发展前途
(10分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比C12、O2、C1O2、KMnO4氧化性更强,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为:
2FeSO4 + a Na2O2 = 2Na2FeO4 + b X + 2Na2SO4 + c O2↑
①该反应中物质X应是 ,a与c的关系是 。
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时,在水处理过程中所起的作用
(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种数粒:Fe(OH)3、C1O-、OH-、FeO42-、C1-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式: 。
②每生成1mol FeO42-转移 mo1电子,若反应过程中转移了0.3mo1电子,则还原产物的物质的量为 mo1。
③低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),说明什么问题 。
(11分)下图中字母所代表的物质均为中学化学常见物质。其中A是日常生活中不可缺少的物质,也是化工生产上的重要原料;常温下C、D、H为气体单质。单质E、M、N为金属,N是地壳中含量最大的金属元素。Y是红褐色沉淀。这些物质在一定条件下存在如下转化 关系,其中有些反应物或生成物已经略去。试回答下列问题:
(1) 工业上,在电解A溶液的设备中将阴极区和阳极区用 隔开。(填设备名称)
(2) 写出A的水溶液电解的离子方程式 。
(3) 写出K与CO2反应的化学方程式 。
(4) Y与NaClO和B的混合溶液作用,是制备绿色水处理剂(Na2MO4)的一种方法,写出该反应的离子方程式 。
(5) 一定量的Z与N的混合物分为两等分,一份直接与足量氢氧化钠溶液产生气体为amol,另一份高温下充分反应(不考虑固体与氧气的反应)后的固体混合物与足量盐酸产生气体为bmol,现有a:b=9:7,则混合物中Z与N的物质的量之比为 。
(12分)等质量的铜、锌、铁的金属混合物加入FeCl3和盐酸的混合液中,充分反应(不考虑水电离出的离子)。
(1)若无固体剩余,则溶液中的阳离子一定有 ,可能有 ;
(2)若剩余固体为,则溶液中的阳离子一定有 ,一定没有 ;
(3)若剩余固体为,则溶液中的阳离子一定有_________,一定没有___________。
(9分)A、B、C、D、E均为中学化学常见的纯净物,B为自然界中含量最多的液体,它们之间有如下的反应关系:
(1)常温下,若A为气态单质,C为非金属氧化物,A、C均能使品红溶液褪色,相对分子质量E>D,则该反应的化学方程式为:______,检验D中阴离子所用试剂为: 。
(2)若A为短周期的金属单质,D为气态单质,C溶液呈酸性或强碱性时,该反应都能进行。写出A与强碱溶液反应的离子方程式:
(3)若A、C均为化合物,C为引起温室效应的主要气体且过量,E为白色胶状沉淀,写出E可能的物质的化学式: 或 。写出其中一个生成E的离子方程式: 。