已知:A、B、C、D四种元素,原子序数依次增大。A是短周期中原子半径最大的元素,B元素3p能级半充满;C是所在周期电负性最大的元素;D是第四周期未成对电子最多的元素。试回答下列有关的问题:
(1)写出D元素价电子的电子排布式:______________。
(2)D可形成化合物[D(H2O)6](NO3)3 。
①[D(H2O)6](NO3)3中阴离子的立体构型是_____________。NO3-中心原子的轨道杂化类型为__________。
②在[D(H2O)6] 3+中D3+与H2O之间形成的化学键称为______,1 mol [D(H2O)6] 3+ 中含有的σ键有________mol。
(3)已知B、C两种元素形成的化合物通常有两种。这两种化合物中________(填化学式)为非极性分子。另一种物质的电子式为_____________。
(4)由A、C两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有球型对称结构,它们都可以看做刚性圆球,并彼此“相切”。如下图所示为A、C形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图:
晶胞中距离一个A+最近的C-有________个,这些C-围成的图形是______________,若晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则A+的离子半径为________cm(用含NA与ρ的式子表达)。
碳及其化合物广泛存在于自然界。请回答下列问题:
(1)以CO2与NH3为原料可合成尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g) + CO2(g) === NH2COONH4(s) △H=-159.47 kJ·mol-1
②NH2COONH4(s) === CO(NH2)2(s) + H2O(g) △H=+116.49 kJ·mol-1
③H2O(l) === H2O(g) △H=+88.0 kJ·mol-1
写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式_____________。
(2)海洋是地球上碳元素的最大“吸收池”。
①溶于海水中的CO2主要以四种无机碳形式存在,即:CO2、H2CO3、___________、_________。
②在海洋碳循环中,可通过右图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式_____________。
(3)常温常压下,空气中的CO2溶于水中达到平衡时,其转化关系如下:
①CO2 + H2OH2CO3 K=1.8×10-3
②H2CO3H++HCO3- K a 1=4.3×10-7,
③HCO3-H++CO32- K a2=5.6×10-11,
通常情况下,海水的pH约为8,若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则溶液中c(CO2)=____ mol/L。(保留两位有效数字)
(4)为了测量某湖水中无机碳含量,量取100mL湖水,酸化后用 N2吹出CO2,再用NaOH溶液吸收。用1.0mol/L盐酸滴定吸收液,生成的V(CO2)随V(盐酸) 变化关系如左图所示,则吸收液中离子浓度由大到小的顺序为______,湖水中无机碳的浓度为___mol/L。
(5)用CO2和天然气可以制备CO和H2,CO2(g) +CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。密闭容器中浓度均为0. 1 mol/L的CH4与CO2,在一定条件下反应,测得CH4 的平衡转化率与温度及压强的关系如右图所示,则压强P1 ____P2(填“>”或“<”)。若P2= 3MPa,则T°C时该反应的平衡常数 Kp =_____MPa2
(用平衡分压代替平衡浓度计算, 分压=总压×物质的量分数)。
某化学兴趣小组设计实验探究Mg与盐溶液反应的多样性。
实验 | 向试管中加2mL溶液 | 实验现象 |
实验I: 0.1 mol/L AgNO3溶液 | 镁条表面迅速覆盖一层疏松黑色固体,并有少量气泡产生 | |
实验II: 2.0 mol/L NH4Cl溶液 | 反应开始时产生大量气体(经检验其中含有H2),一段时间后产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 | |
实验III: pH=8.2 NaHCO3溶液 | 产生大量气体(经检验其中含有H2和CO2)和白色固体 |
请回答下列问题:
(1)对实验I进行研究:
① 推测实验Ⅰ中黑色固体为Ag,则发生反应的离子方程式为_______________。
② 确认黑色固体为Ag的实验方案是___________________________________。
(2)对实验II进行研究:
① 反应开始时产生H2的原因可能是Mg和NH4+直接反应,或 ___________。
② “一段时间后”产生的气体一定含有H2和_____。
③ 为进一步研究,设计如下实验:
实验 | 操作 | 现象 |
实验IV | 向装有相同镁条的试管中加入2mL1.0mol/L (NH4)2SO4溶液 | 产生气体的速率明显慢于实验II |
结合实验II、IV,可以得出的结论是________________________________。
(3)对实验III进行研究:
①经检验,白色固体为碱式碳酸镁[ Mg2(OH)2CO3 ]。
②推测在pH=8.2的该溶液中,若无HCO3-,则H+和Mg反应的程度很小。通过实验证实了该推测,其实验操作是__________________________。
(4)根据上述实验判断,影响Mg与盐溶液反应多样性的原因有_______(填字母序号)
A.盐溶液中阳离子的氧化性 B.盐溶液的温度
C.含Mg生成物的溶解性 D.盐溶液中阴离子的影响
钴的化合物用途广泛。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等)制取CoCl2·6H2O粗品的工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110℃~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。
请回答下列问题:
(1)写出“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式:_____________________________。
(2)加入NaClO3的作用是_______。
(3)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图所示。向“滤液II”中加入萃取剂的主要目的是_______,使用萃取剂时最适宜的pH是_____(填字母序号)。
A. 2.0~2.5 B. 3.0~3.5 C.5.0~5.5 D.9.5~9.8
(4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下,Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)=________。
(5)制得的CoCl2·6H2O粗品经进一步提纯得到CoCl2·6H2O晶体,在烘干晶体时需采用减压烘干,其原因是________。
(6) 某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=== LixC6。在电池充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式
__________________________________。
环丙叉环丙烷(A)结构特殊,根据如下转化判断下列说法正确的是
A. 反应①是加成反应 B. A的所有原子都在一个平面内
C. 反应②是消去反应 D. A的二氯代物只有2种
一定温度下,在三个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生如下反应:A(g)+2B2(g)C(g)
其中容器Ⅰ中的反应在5 min时达平衡。
容器编号 | 温度/℃ | 起始物质的量/mol | 平衡物质的量/mol | ||
A(g) | B2(g) | C(g) | C(g) | ||
Ⅰ | 500 | 0.5 | 1.0 | 0 | 0.4 |
Ⅱ | 500 | a | b | 0.25 | 0.4 |
Ⅲ | 600 | 0.25 | 0.5 | 0.25 | 0.35 |
下列说法不正确的是
A. 容器Ⅰ中的反应在前5 min的平均反应速率v(A)=0.08 mol·L-1·min-1
B. 该反应的正反应为放热反应
C. 容器Ⅱ中起始时a=0.25,b=0.5
D. 若起始时向容器Ⅰ中加入A 0.8 mol、B2 1.6 mol,达到平衡时A的转化率为80%