(16分)磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题:
(1)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的,常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。
①写出磷酸主要的电离方程式: 。
②n越大,直链聚磷酸铵的水溶性越 (填“大”或“小”)。
(2)在碱性条件下,次磷酸盐可用于化学镀银,完成其反应的离子方程式。
(3)由工业白磷 (含少量砷、铁、镁等) 制备高纯白磷 ( 熔点44℃,沸点280℃),主要生产流程如下:
①除砷过程在75 ℃下进行,其合理的原因是 (填字母)。
a.使白磷熔化,提高反应活性
b.降低白磷的毒性
c.温度不宜过高,防止硝酸分解
d.适当提高温度,增大反应速率
②生产过程在高纯氮气保护下进行,其目的是 。
③除砷过程中,合成洗涤剂起到 作用。
④硝酸氧化除砷时被还原为NO,写出砷转化为砷酸的化学方程式: 。
氧化相同质量的砷,当转化为亚砷酸的量越多,消耗硝酸的量越 (填“多”或“少”)。
⑤某条件下,用一定量的硝酸处理一定量的工业白磷,砷的脱除率及磷的产率随硝酸质量分数的变化如图,砷的脱除率从a点到b点降低的原因是 。
(11分)天然气是一种重要的化工原料。
I.2014年5月,我国科学家成功实现了甲烷在无氧条件下选择活化,一步高效生产乙烯、苯、氢气等高值化学品。
(1)苯的二氯代物的同分异构体有 种。
(2)乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,反应的化学方程式为 。
(3)已知甲烷、乙烯、氢气燃烧的热化学方程式分别如下:
①CH4(g) +2O2(g) === CO2(g) +2H2O ( l ) ΔH= - 890.3 kJ·mol-1
②C2H4(g)+3O2(g) === 2CO2(g) +2H2O ( l ) ΔH= - 1 306.4 kJ·mol-1
③2H2 (g)+O2 (g) === 2H2O ( l ) ΔH= - 571.6 kJ·mol-1
则2CH4(g) ===C2H4(g) +2H2 (g) 的 ΔH = 。
Ⅱ.甲烷的传统转化利用,第一步制取合成气(CO、H2),第二步用合成气制取甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等。
(4)某温度下,将1mol CH4和1 mol H2O(g)充入容积为0.5 L的密闭容器中,发生如下反应:
CH4(g) +H2O(g) CO(g) +3H2 (g) ΔH= +206.4 kJ·mol-1
当反应达到平衡时,测得其平衡常数K=27。
①CH4的平衡转化率 = 。
②如果其它条件不变,升高温度,CH4的平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)在一定条件下,合成气发生如下两个主要反应:
CO(g)+2H2(g)=== CH3OH(g) ΔH= -90.1kJ·mol-1
2CO(g)+4H2(g)=== CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH= -204.7kJ·mol-1。
仅根据下图,选择该条件下制取甲醇的最佳温度为 。
(12分)X、W、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增大,Y原子的最外层电子数是X的2倍,X、W、Y在周期表中的相对位置如下图所示。
回答下列问题:
(1)Y元素在元素周期表中的位置是 。
(2)列举一个事实证明Y、Z两种元素的非金属性强弱(用化学方程式表示): 。
(3)W的最高价氧化物与强碱溶液反应的离子方程式为 。
(4)X的最高价氧化物对应水化物 ( H3XO3 ) 是一元弱酸,在横线上填写合适的结构简式:
X (OH)3 + H2OH++
(5)已知25℃:
写出Y的氢化物与钾盐KA溶液(A-表示酸根)反应的化学方程式: 。
(6)在烧碱溶液中,以W单质和NiO(OH)(氢氧化氧镍)为两极组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,写出其正极的电极反应式: 。
在25℃时,H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-分别在三者中所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化关系如下图所示,下列叙述错误的是
A.H2R是二元弱酸,其Ka1=1×10-2
B.当溶液恰好呈中性时,c( Na + )=2c ( R2- ) + c( HR- )
C.NaHR在溶液中水解倾向大于电离倾向
D.含Na2R与NaHR各0.1 mol的混合溶液的pH=7.2
利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,并制取硫酸和烧碱溶液,下列说法正确的是
A.a电极反应式:SO2 + 2H2O - 2e- == SO42- + 4H+
B.b极与电源的正极相连
C.离子交换膜c为阳离子交换膜
D.气体W为氧气
往含Cl-和I-的稀溶液中滴入AgNO3溶液,沉淀的质量与加入AgNO3溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A.KSP (AgCl) < KSP (AgI)
B.c( Cl- ) :c( I-) = 3 :2
C.m( AgCl ) :m( AgI ) = 2 :3
D.a~b段产生黄色沉淀