W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,其中Y与钠元素和氢元素均可形成原子个数1:1和1:2的化合物。
请回答下列问题。
(1)H2Y2的电子式为___________,Z在周期表中的位置___________。
(2)在图中,b的pH约为7,且含有Fe2+和淀粉KI的水溶液,a为H2Y2的水溶液,旋开分液漏斗旋钮,观察到烧瓶中溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是_________________________。
(3)已知:298K时,金属钠与Y2气体反应,若生成1molNa2Y固体时,放出热量414kJ;若生成1molNa2Y2固体时,放出热量511kJ。则由Na2Y固体与Y2气体反应生成Na2Y2固体的热化学方程式为_____________。
(4)有人设想利用原电池原理以气体Z2和氢气制备一种重要的化工原料,同时获取电能。假设这种想法可行,用石墨作电极材料,用稀盐酸作电解溶液,则通入Z2的电极为原电池的___________极,其电极反应式为____________________。
目前,回收溴单质的方法主要有水蒸气蒸馏法和萃取法等。某兴趣小组通过查阅相关资料拟采用如下方案从富马酸废液(含溴0.27%)中回收易挥发的Br2:
(1)操作X所需要的主要玻璃仪器为 ;反萃取时加入20%的NaOH溶液,其离子方程式为 。
(2)反萃取所得水相酸化时,需缓慢加入浓硫酸,并采用冰水浴冷却的原因是: 。
(3)溴的传统生产流程为先采用氯气氧化,再用空气水蒸气将Br2吹出。与传统工艺相比,萃取法的优点是 。
(4)我国废水三级排放标准规定:废水中苯酚的含量不得超过1.00mg/L。实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量,其原理如下:
①请完成相应的实验步骤:
步骤1:准确量取25.00mL待测废水于250mL锥形瓶中。
步骤2:将4.5 mL 0.02mol/L溴水迅速加入到锥形瓶中,塞紧瓶塞,振荡。
步骤3:打开瓶塞,向锥形瓶中加入过量的0.1mol/L KI溶液,振荡。
步骤4: ,再用0.01 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗 Na2S2O3溶液15 mL。(反应原理:I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6)
步骤5:将实验步骤1~4重复2次。
②该废水中苯酚的含量为 mg/L。
③步骤3若持续时间较长,则测得的废水中苯酚的含量 。(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
在1.0L密闭容器中放入l.0molX(g),在一定温度进行如下反应:X(g)Y(g) +Z(g)△H=akJ.mol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
回答下列问题:
(1)实验测得,随温度的升高反应的平衡常数K增大,则△H__________0(填>、<或=)
(2)其他条件不变时,为使平衡向右移动,采用的下列措施可行的是__________。
A.缩小容器容积 B.及时分离出Y、Z C.使用合理的催化剂 D.升高体系温度
(3)计算平衡时X的转化率为__________,该温度下反应的平衡常数值为:___________。
(4)由总压强p和起始压强po表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物X的物质的量n(X),则n(总)=__ mol,n(X)=__ mol,反应物X的转化率a(X)的表达式为_________。
利用芳香烃X和烯烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD。
已知:G不能发生银镜反应,B遇FeCl3溶液显紫色,C到D的过程为引入羧基(—COOH)的反应。其中BAD结构简式为:
BAD的合成路线如下:
试回答下列问题:
(1)写出结构简式:Y ,D 。
(2)上述属于取代反应的有 (填数字序号)。
(3)1molBAD最多可与含 molNaOH的溶液完全反应。
(4)写出下列反应的化学方程式,注明反应条件:反应④
B+E
(5)E有多种同分异构体,判断符合下列要求的同分异构体数目为 种。
①能发生银镜反应 ②遇FeCl3溶液显紫色 ③核磁共振氢谱图中有四个吸收峰
铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:
②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:
回答下列问题:
(1)写出反应1的离子方程式________________________, 。
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是___________,反应2的离子方程式为_____________。
(3)E可作为建筑材料,化合物C是___________,写出由D制备冰晶石的化学方程式____________。
(4)电解制铝的化学方程式是______________,以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是___________。
硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个有一个奇迹。
(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法,在H2的保护下,使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面,写出该反应的化学方程式 。
(2)一种用工业硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物),已知硅的熔点是1420℃,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下:
①净化N2和H2时,铜屑的作用是: ;硅胶的作用是 。
②在氮化炉中3SiO2(s)+2N2(g)=Si3N4(s) △H=-727.5kJ/mol,开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度 ;体系中要通入适量的氢气是为了 。
③X可能是 (选填:“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”)。
(3)工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅:
①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应,写出该反应的化学方程式 。
②假设每一轮次制备1mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应I中HCl的利用率为90%,反应II中H2的利用率为93.75%。则在第二轮次的生产中,补充投入HCl 和H2的物质的量之比是 。