已知A、B、C、D、E、F、G位于元素周期表的前四周期,且元素原子序数依次增加,A焰色反应呈黄色;工业常用电解B的熔融的氯化物来制备B,C是一种能被HF和NaOH溶液溶解的单质,D的电负性比磷大,第一电离能却比磷小,E单质是制备漂白液的原料,F能形成红色(或砖红色)和黑色的两种氧化物,G是一种主族金属。
(1)前四周期所有元素中,基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有 种。
(2)元素A、B、C分别与氟气化合形成物质X、Y、Z熔点见下表:
氟化物 | X | Y | Z |
熔点/K | 1266 | 1534 | 183 |
解释表中氟化物熔点差异的原因: 。
(3)已知常温条件下,极性分子DOE2是一种液态化合物,中心原子D的杂化方式是 。向盛有10mL水的锥形瓶中滴加少量的DOE2溶液,生成两种有刺激性气味的气体。请书写此反应的化学方程式 。
(4)G与氮原子可1:1化合,形成人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与单晶硅相似。G原子的价电子排布式为 。在该合成材料中,与同一个G原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体。在四种基本晶体类型中,此晶体属于 晶体。
(5)F晶体的堆积方式是 (填堆积名称),其配位数为 。 向F的硫酸盐溶液中滴加氨水直至过量,写出此过程所涉及的两个离子方程式 根据价层电子对互斥理论,预测SO42-的空间构型为 。
绿矾(FeSO4·7H2O)硫酸法生产一种稀有金属产品过程中产出的副产品,产品外观为淡绿色或淡黄绿色结晶固体。加入适量可调节碱性水中的pH,与水中悬浮物有机结合,并加速沉淀,主要应用于水质净化和工业废水处理,同时具有杀菌作用。
(1)98% 1.84 g/cm3的浓硫酸在稀释过程中,密度下降,当稀释至50%时,密度为1.4g/cm3,50%的硫酸物质的量浓度为 (保留两位小数),50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合,混合酸的浓度为 (填>、<、=)40% 。
(2)实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟硫酸含SO3 20克)配制稀硫酸,若用SO3·nH2O表示20%的发烟硫酸,则n=____________(保留两位小数)。
(3)绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁,现取7.32克晶体溶于稀盐酸后,加入足量的BaCl2溶液,过滤得沉淀9.32克;再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe2+完全氧化,推测晶体的化学式为 。
(4)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗称莫尔盐),较绿矾稳定,在分析化学中常用来配制Fe2+的标准溶液,用此Fe2+的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu2S和CuS的混合物用200 mL 2 mol/L稀硝酸溶液处理,发生反应如下:
10NO3-+3Cu2S+16H+=6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O
8NO3-+3CuS+8H+=3Cu2++3 SO42-+8NO↑+ 4H2O
剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。
已知:NO3-+3Fe2++4H+= NO↑+3Fe3++2H2O
① V值范围 ;
② 若V=48,试计算混合物中CuS的质量分数 (保留两位小数)。
氢能被视为未来的理想清洁能源,科学家预测“氢能”将是21世纪最理想的新能源。目前分解水制氢气的工业制法之一是“硫—碘循环”,主要涉及下列反应:
Ⅰ SO2+2H2O+I2 = H2SO4+2HI Ⅱ 2HIH2+I2
Ⅲ 2H2SO4 = 2SO2↑+O2↑+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是 。
a.反应Ⅲ易在常温下进行b.反应I中SO2还原性比HI强
c.循环过程中需补充H2Od.循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2
(2)一定温度下,向2L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。0—2min内的平均反应速率v(HI)= 。该温度下,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K= 。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则 是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)SO2在一定条件下可被氧化生成SO3,其反应为:2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) △H<0。某科研单位利用原电池原理,用SO2和O2来制备硫酸,装置如图,电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
①a电极的电极反应式为 ;
②若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为 。
(4)实际生产还可以用氨水吸收SO2生成亚硫酸的铵盐。现取a克该铵盐,若将其中的SO2全部反应出来,应加入10 mol/L的硫酸溶液的体积范围为 。
工业上常以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。
(1)已知将MnO2、ZnS浸在硫酸溶液中有少量黄色物质析出,写出并配平该化学反应方程式: 。
(2)在酸浸的过程中还会发生以下反应:
a. 3MnO2 +2FeS +6H2SO4=3MnSO4 +Fe2(SO4)3+2S+ 6H2O
b. MnO2+CuS+4H2SO4=MnSO4+CuSO4+S+2H2O
c. Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
将酸浸所得的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液(Ⅳ),电解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn。
①操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑、
Zn+Cu2+=Zn2++Cu、 。
②操作②中加入适量X的作用是: 。
③操作③中所加碳酸盐的化学式是: 。
(3)为了从上述流程中产生的Fe(OH)3 、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,某化学兴趣小组设计了如下两种方案图。
方案Ⅰ
方案Ⅱ
①方案Ⅰ中,AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3的离子方程式为:
。若总共得到n molAl(OH)3,则消耗的NaOH和HCl的理论量分别为: mol、 mol。
②从消耗酸碱的用量角度考虑,方案 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)所消耗的酸碱少些。
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式如下:2 NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH<0
(1)实验室制备NH3的化学方程式是: 。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如下图所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时,停止制备。
注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是 。液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是 (填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是 (填写选项序号)。
a. 常压加热烘干 b. 高压加热烘干 c. 真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如右图所示。双通玻璃管的作用: ;
浓硫酸的作用: 。
(3)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7825 g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为 。
下列对实验现象的解释与结论正确的是
编号 | 实验操作 | 实验现象 | 解释与结论 |
A | 向某溶液中加入BaCl2溶液 | 有白色沉淀产生 | 生成了难溶于水的BaSO4, 该溶液中一定含有SO42- |
B | 向鸡蛋清溶液中, 加入饱和(NH4)2SO4溶液 | 有白色沉淀产生 | 蛋白质发生了盐析 |
C | 向甲苯中滴入少量浓溴水, 振荡,静置 | 溶液分层,上层呈橙红色,下层几乎无色 | 甲苯和溴水发生取代反应, 使溴水褪色 |
D | 向蔗糖中加入浓硫酸 | 变黑,放热,体积膨胀,放出刺激性气体 | 浓硫酸具有吸水性和强氧化性, 反应中生成C、SO2和CO2等 |