(16分)某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容:
乙二酸(HOOC-COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,易溶于水,属于二元中强酸(为弱电解质),且酸性强于碳酸,草酸在常温下呈无色晶体状,其晶体的熔化温度低于草酸的分解温度,且易升华。为探究草酸的部分化学性质,进行了如下实验:
(1)向盛有1 mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液,观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为____________________________________。
(2)取一定量草酸溶液装入试管,加入一定体积的酸性高锰酸钾溶液,振荡试管,发现溶液开始缓慢褪色,后来迅速变成无色。(反应热效应不明显,可忽略不计)
①该实验说明草酸具有________(填“氧化”或“还原”)性,该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是_______ _ ______。
②请配平该反应的离子方程式:______MnO4-+____H2C2O4+____ ===____Mn2++____CO2↑+____。
(3)为了探究草酸的不稳定性,某同学设计了如下实验装置:
①C、H装置均变浑浊,E处无现象,G玻璃管里黑色变红色,写出A中反应的化学方程式: 。
②上述装置中,B装置的作用是 。 D的作用是 。从环境保护角度来看,该方案的不足之处是 。
(4)该小组同学将2.52 g草酸晶体(H2C2O4·2H2O)加入到100 mL 0.2 mol·L-1的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈酸性,形成的溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为_______________(用离子符号表示)。
(13分)工业上用重晶石(BaSO4)制备其他钡盐的常用方法主要有高温煅烧还原法、沉淀转化法等。
I.高温煅烧还原法
工业上利用重晶石高温煅烧还原法制备BaCl2的工艺流程图如下:
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得:
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) △H1 = + 571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H2 = + 226.2 kJ·mol-1 ②
(1)气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为: 。
(2)反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H= kJ·mol-1。
(3)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的可能是 。
II.沉淀转化法
(4)已知KSP(BaSO4) =1.0×10-10,KSP(BaCO3)=2.5×10-9。某同学设想用饱和Na2CO3溶液和盐酸将BaSO4转化成BaCl2,若用10 L Na2CO3溶液一次性溶解并完全转化1.0 mol BaSO4(溶液体积变化可忽略不计), 则该转化过程的离子方程式为 ; 反应的平衡常数K= ;Na2CO3溶液的最初浓度不得低于 。
(14分)Ⅰ.M、A、B、C、D、E均为短周期主族元素,A的最外层电子数是M的4倍,A、B、C、D、E、F在周期表中位置如图所示。(请用化学用语作答)
A | B | C | D |
|
| E | F |
(1)A在周期表中的位置 。
(2)D、E、F三种元素形成的简单离子半径由大到小的顺序为 。
(3)由M、B、C三种元素以原子个数比4:2:3形成化合物Q,Q中所含化学键类型有 。检验该化合物中阳离子的方法是 。(用离子方程式表示)。
(4)B与C可组成质量比为7:16的三原子分子,该分子释放在空气中其化学作用可能引发的后果有 。
①酸雨 ②温室效应 ③光化学烟雾 ④臭氧层破坏
Ⅱ.一定条件下,2X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s)。
(5)若反应在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。
物质 | X | Y | Z | W |
起始投料/ mol | 2 | 1 | 2 | 0 |
升高温度,该反应平衡常数将 _______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)若反应在恒温、容积可变的密闭容器中进行,通过压缩容器体积改变压强,分别测得Y的平衡浓度如下表:
实验序号 | ① | ② | ③ |
压强p/Pa | 1×105 | 2×105 | 1×106 |
c(Y)/mol·L-1 | 0.08 | 0.12 | 0.68 |
当压强为1×106 Pa时,此反应的平衡常数表达式为 。
(15分)有X、Y、Z三种元素,已知X、Y是元素周期表前20号元素,且X的原子序数比Y大4,元素Z形成的金属单质在日常生活中应用最广泛。请回答:
Ⅰ.若X是短周期最活泼的金属元素。
(1)写出Y的单质的结构式 。
(2)写出单质Z与元素Y的最高价氧化物对应的水化物(稀溶液,过量)反应的离子方程式 。
Ⅱ.若X的简单离子半径是第三周期元素简单离子半径最小的。
(3)在定向爆破中,常利用氧化铁和单质X反应放出的热量来切割钢筋。该反应的化学方程式为 。
(4)已知X的阳极氧化是一种常用的金属表面处理技术,它能使X的表面形成致密的氧化膜,该氧化膜不溶于稀硫酸。某化学研究小组在实验室中模拟该处理过程,装置如图所示,该阳极的电极反应式为 。
Ⅲ.含Z的化合物A(化学式为K2ZO4)极易溶于水,但静置一段时间后转化为红褐色沉淀,同时产生O2。
(5)化合物A溶于水后的变化 (用离子方程式表示)。查阅资料发现,加入下列物质中的 可提高A在水中的稳定性。
A.Na2CO3 B.KSCN C.NH4NO3 D.KOH
向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为棕色。再向反应后的混合物中不断通人 SO2气体,溶液逐渐变成无色。下列分析正确的是
A.滴加KI溶液时,转移2 mol e-时生成 1 mol白色沉淀
B.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了 SO2的漂白性
C.通入SO2时,SO2与I2反应,I2作还原剂
D.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+ >I2 > SO2
在25℃时,用蒸馏水稀释1 mol/L的醋酸溶液至0.01 mol/L,随溶液的稀释,下列说法正确的是
A.溶液中所有离子浓度均减小
B.pH的变化值等于2
C.溶液中保持增大趋势
D.分别与足量的Mg粉反应,0.01 mol/L的醋酸溶液产生的氢气较少