已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E.其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构.AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24,ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2:1,三个氯离子位于外界。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为________________;A、B、C的电负性由大到小的顺序为___________;(均用“<”或“>”连接)
(2)B的氢化物的分子空间构型是_____________。其中心原子采取_____________杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式____________;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为____________。
(4)E的价层电子排布式是____________,在形成化合物时它的最高化合价为_____________,ECl3形成的配合物的化学式为________________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是________________。
纯碱一直以来都是工业生产的重要原料,很长一段时间来纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生,经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)。并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂。其制碱原理的流程如图所示:
(1)侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举二例说明)_____________、______________。
(2)侯氏制碱法的最终产物是(化学式)_______________;其在水溶液中显著的实质是(离子方程式):__________________。
(3)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体,它们分别是:______________、_____________。这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序?____________(填“是”或“否”),原因是_______________。
(4)在沉淀池中发生的反应的化学方程式是_________________。
(5)使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了_____________(填上述流程中的编号)的循环.从母液中可以提取的副产品的应用是______________(举一例)。
(15分)医疗上绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药。某化学兴趣小组对绿矾进行了如下的探究:
Ⅰ.【制备产品】
该小组由废铁屑(含少量氧化铜、氧化铁等杂质),用如图所示装置制备FeSO4•7H2O晶体,步骤如下:
(1)预处理:先将废铁屑加入到饱和Na2CO3溶液中洗涤,目的是___________,然后将废铁屑用水洗涤2~3遍。
(2)将洗涤后的废铁屑加入到圆底烧瓶中,并持续通入N2,N2的作用是_____________。
(3)再加入足量稀硫酸,控制温度50℃~80℃之间,充分反应后,圆底烧瓶中剩余的固体为_____________。
(4)获取产品:先向步骤(3)中反应后的混合物中加入少许蒸馏水,趁热过滤,_________________。滤出晶体,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干,密闭保存。
Ⅱ.【测定FeSO4•7H2O含量】
(1)称取上述样品10.0g,溶于适量的稀硫酸中,配成100mL溶液,需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要的仪器有(填仪器名称)___________________、_________________。
(2)准确量取25mL该液体于锥形瓶中,用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定,则滴定终点的判断方法是_______________。
(3)用同样的方法滴定3次,平均消耗10.00mL标准液,该样品中FeSO4•7H2O的质量分数为_____________。(已知Mr(FeSO4•7H2O)=278)。
(4)若测量结果偏小,则可能是在定容时__________________(填“俯视”或“仰视”)读数。
(14分)已知D、M、H是常见得非金属单质,其中M是无色气体,H是有色气体。J是一种金属单质(其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素),A、C是金属氧化物,C和J均是某种常见电池的电极材料,J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定,B与C反应时,每生成1molH同时消耗4molB和1molC。K只知含有CO或CO2中的一种或两种。它们关系如下图所示:
(1)写出A物质中所含金属元素在周期表中的位置:_________________。
(2)写出化合物L的电子式:______________ 反应②的化学方程式为_________________。
(3)向图中的红褐色透明液体中逐滴滴入HI溶液,可以观察到先产生红褐色沉淀,后红褐色沉淀溶解,红褐色沉淀溶解的离子方程式为_______________。
(4)由金属氧化物A和C得到其相应的金属,在冶金工业上一般可用_______________(填序号)方法
①热还原法 ②电解法 ③热分解法
其中从A得到其相应金属也可用铝热法,若反应中1molA参加反应,转移电子的物质的量为________mol。
(5)用C、J作电极,与硫酸构成如图所示原电池,负极的电极反应为__________,当反应转移2mol电子时,负极质量增加______克。
(14分)工业上可由天然气为原料制备甲醇,也可由水煤气合成甲醇。
(1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO2(g)+4H2(g) △H=akJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=bkJ/mol
试写出由CH4和O2制取甲烷的热化学方程式:___________________。
(2)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图甲是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况。从反应开始到平衡,用CO表示平均反应速率v(CO)=____________,该反应的平衡常数表达式为______________。
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示.
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是___________。(填字母)
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA___________PB(填“>、<、=”)。
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20L.如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=___________L。
(4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。
①若KOH溶液足量,则电池负极反应的离子方程式为_____________。
②若电解质溶液中KOH的物质的量为1.0mol,当有0.75mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______________。
将agFe和Cu的混合粉末加入到100mL4mol/L的稀硝酸中充分反应后(假设还原产物只有NO),下列说法正确的是
A.若反应后有Cu剩余,则反应后溶液中含有的金属阳离子一定是Cu2+
B.若反应后的溶液中有Cu2+,则反应后溶液中含有的金属阳离子一定是Fe2+、Fe3+
C.若加入的Fe和Cu的质量比为7∶8,则使HNO3完全反应的金属粉末质量最小为7.2g
D.若两者恰好反应,则加入金属粉末质量8.4g<a<9.6g