【化学——物质结构与性质】
原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期。自然界存在多种A的化合物,B原子核外电子有6种不同的运动状态,B与C可形成正四面体形的分子,D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。请回答下列问题:
(1)这四种元素中电负性最大的元素的基态原子的价电子排布图为___________。
(2)A与B元素形成的B2A2中含有的σ键、π键数目之比为__________。
(3)B元素可形成多种单质,一种单质晶体结构如图一所示,其原子的杂化类型为_______;另一种单质的晶胞如图二所示,该晶胞的空间利用率为_________(保留两位有效数字,≈1.732)。
(4)向盛有硫酸铜溶液的试管中加氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液。请写出蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式_________。
(5)图三为一个由D元素形成的单质的晶胞,该晶胞“实际”拥有的D原子数是________个,其晶体的堆积模型为_______,此晶胞立方体的边长为acm,D的相对原子质量为M,单质D的密度为ρg·cm-3,则阿伏伽德罗常数可表示为_______mol-1(用含M、a、ρ的代数式表示)。
黄铜矿(CuFeS2)是冶炼铜及制备铁的氧化物的重要矿藏,常含有微量的金、银等。如图是以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红(氧化铁)颜料的工艺流程图:
(1)反应Ⅰ的离子方程式为_________________________________________。
(2)CuCl难溶于水,但可与过量的Cl-反应生成溶于水的[CuCl2]-。该反应的离子方程式为_________________________________________________。
(3)有大量Cl-存在时,Na2SO3可将CuCl2还原成[CuCl2]-。 Na2SO3要缓慢滴加到溶液中的原因是_________________________________________________。
(4)反应Ⅰ〜Ⅴ五个反应中属于非氧化还原反应的是反应____________。
(5)已知Cu+在反应Ⅴ中发生自身氧化还原反应,歧化为Cu2+和Cu,由此可推知溶液A中的溶质为_______________(填化学式)。
(6)含AsO43-的废水对环境造成严重污染,常用新制的氢氧化铁沉淀与之作用形成FeAsO4沉淀而除去,相同温度下溶解度:Fe(OH)3__________(填“<”“ >”或“=”)FeAsO4。
(7)在酸性、有氧条件下,一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐,该过程中发生反应的离子方程式为________________________________。
(8)将一定量的铁红溶于160 mL 5 mol • L-1盐酸中,再加入足量铁粉,待反应结束后共收集到气体2.24 L (标准状况),经检测,溶液中无 Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为_____________。
氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛。
(1)以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159kJ·mol-1
NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+72kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
则反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=______kJ·mol-1
(2)某温度下,向容积为100 ml的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),物质X的浓度变化曲线如下图所示。
①前5s内,v(H2O)=__________。
②该条件下的平衡常数K=_______。
(3)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0——15min)中NO的物质的量随时间的变化如图所示。
①平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将____(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②图中a、b分别表示在一定温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是______(填“a”或“b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是____。
(4)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,把垃圾渗滤液加入如图所示的电解池(电极为惰性材料)中进行电解除去NH3,净化污水。该净化过程分两步:第一步电解产生氧化剂,第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。
①写出第二步反应的化学方程式_________。
②若垃圾渗滤液中氨氮物质的含量为1.7%,则理论上电解1t该污水,电路中转移的电子数为________。
某同学为了探究钠与CO2的反应,利用如图装置进行实验。(已知PdCl2能被CO还原为黑色的Pd)
(1)装置②中用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是_______。
A. H2SO4溶液 B. CCl4 C. 苯 D. 稀硝酸
(2)请将图中各装置按顺序连接(填装置接口字母):c接______,______接____,____接______,____接____。
(3)装置④的作用是__________。
(4)检查完装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,当观察到_________时再点燃酒精灯。
(5)若反应过程中CO2足量,钠与CO2充分反应后,生成的固体物质可能有多种情况,该同学提出以下猜想:
①生成的固体物质为Na2CO3
②生成的固体物质为Ns2CO3和C的混合物
③生成的固体物质为Ns2CO3和Na2O的混合物
④生成的固体物质为Ns2O和C的混合物
假如反应过程中有下列两种情况:
I. 观察到装置⑤PdCl2溶液中有黑色沉淀,若装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸可产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,写出该情况下钠与CO2反应的化学方程式____。
II. 装置①中钠的质量为0.46g,充分反应后,将装置①中的固体加入足量的稀盐酸中产生224ml(标准状况)CO2气体,溶液中残留固体的质量为___________。
(6)设计实验方案证明装置①中加入的金属钠部分被氧化____________。
将9 g铜和铁的混合物投入100 mL稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下1.12 L NO,剩余4.8 g金属;继续加入100 mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下1.12 L NO。若向反应后的溶液中加入 KSCN溶液,溶液不变红,则下列说法正确的是( )
A. 原混合物中铜和铁各0.065 mol
B. 稀硝酸的物质的量浓度为4.0 mol• L-1
C. 第一次剩余的4.8 g金属为铜和铁
D. 向反应后的溶液中再加入该稀硝酸100 mL,又得到的NO在标准状况下的体积为0.56 L
常温下,量取pH=2的两种二元酸H2A与H2B各1ml,分别加水稀释,测得pH与加水稀释倍数有如图所示关系,则下列有关叙述不正确的是
A. H2B为弱酸
B. NaHA水溶液中:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)
C. 含等物质的量的NaHA、NaHB的混合溶液中:c(Na+)=c(A2-)+c(HB-)+c(B2-)+c(H2B)
D. pH=10的NaHB溶液中:c(Na+)>c(HB-)>c(B2-)>c(OH-)>c(H2B)