[化学一选修3:物质结构与性质]A、B、C、D、E五种元素是周期表中前四周期的元素。只有A、B、C为金属且同周期,原子序数A<B<C。A、C核外均没有未成对电子;B原子核外有二个未成对电子和三个空轨道。D原子最外层电子数是其周期序数的三倍。E能与D形成化合物ED2,可用于自来水的消毒。
(1)C的基态原子的价层电子排布式为_____;D和E的电负性大小关系为____(用元素符号表示)。
(2)化合物E2D分子的空间构型为____________________,中心原子采用_____________杂化。E与D还可形成三角锥结构的阴离子,该离子的化学式为_______,任意写出一种它的等电子体的化学式为____________。
(3)B与E能形成一种化合物BE4,其熔点:-25℃,沸点:l 36.4℃。则该化合物属于____晶体,晶体内含有的作用力类型有__________。
(4)A、B、D三种元素形成的某晶体的晶胞结构如图,则晶体的化学式为______。若最近的B与D的原子距离为a cm,该物质的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数的数值为NA,则该晶体的密度为_________g/cm3。
氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物有多种方法。
(1)可利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ·mol-1
则CH4(g)将NO(g)还原为N2(g)的热化学方程式是____。
(2)汽车内燃机工作时发生的反应为N2(g)+O2(g)2NO(g),生成的NO是汽车尾气的主要污染物。T℃时,向5L恒容密闭容器中充入6.5molN2和7.5molO2,在5min时反应达到平衡状态,此时容器中NO的物质的量5mol(不考虑后续反应)。则5min内该反应的平均速率v(NO)=_____;在T℃时,该反应的平衡常数K=_____。
(3)汽车尾气中也含有CO,已知CO能发生可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·mol-1。
①向某容器中充入1.0molH2O(g)和1.0molCO(g),在一定条件下发生上述反应。混合气体中CO的物质的量(mol)与时间关系如下表所示:
| 0 | 5min | 10min | 15min | 20min | 25min |
Ⅰ(800℃) | 1.0 | 0.80 | 0.70 | 0.65 | 0.50 | 0.50 |
Ⅱ(800℃) | 1.0 | 0.70 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
相对实验Ⅰ,实验Ⅱ改变的条件可能是_____。
②若开始时向绝热容器中投入一定量二氧化碳、氢气,在一定条件下发生上述可逆反应。下列图像正确且能说明可逆反应已达到平衡状态的是_____(填字母)。
A. B. C. D.
(4)利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下:NONO2N2
反应Ⅰ的产物中还有两种强酸生成,其中硝酸与NO2的物质的量相等,则其化学方程式是___。若有标准状况下11.2LN2生成,共消耗ClO2___g。
以铬铁矿[主要成份为Fe(CrO2)2,含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工艺流程如图:
(1)煅烧过程中,铬铁矿中的Al2O3与纯碱反应的化学方程式为:____。
(2)滤渣1的成分为_____,滤渣2的成分为_____。
(3)该工艺中某种产物可以再利用,该物质的化学式为:_____。
(4)酸化时发生的反应为:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,若1L酸化后所得溶液中含铬元素的质量为28.6g,CrO42-有转化为Cr2O72-。
①酸化时发生反应的平衡常数的表达式为K=_____。
②酸化后所得溶液中c(Cr2O72-)=____。
(3)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放。含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法。
①沉淀法:加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+。加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于____mol·L-1,后续废水处理方能达到国家排放标准。
②还原法:CrO42-Cr3+Cr(OH)3。写出酸性条件下CrO42-与绿矾反应的离子方程式____。
聚合硫酸铁简称聚铁[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m(n>2,m≤10),是一种高效的无机高分子混凝剂、净水剂。实验室利用硫酸亚铁制取聚合硫酸铁的主要流程如图:
(1)FeSO4溶液显弱酸性的原因是_____(用离子方程式表示)。
(2)加入浓硫酸调节pH的作用是:①_____;②_____。
(3)写出加入H2O2发生反应的离子方程式:_____。
(4)测定聚铁中含铁量的方法为把聚铁溶于过量酸中,先用过量的SnCl2将Fe3+还原成Fe2+,再加入HgCl2溶液除去过量的SnCl2,然后用标准的K2Cr2O7溶液(先加入几滴试亚铁灵指示剂)滴定溶液中的Fe2+。此过程发生的部分反应为:Sn2++2Hg2++8Cl-=Hg2Cl2↓+SnCl6,Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
①用HgCl2除去过量的SnCl2的目的是_____。
②称取聚铁质量为10.00g配成100.0mL溶液,取出20.00mL,经上述方法处理后,用0.1000mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定。达到终点时,消耗K2Cr2O7标准溶液12.80mL。则聚铁中铁元素的质量分数为_____%。
(5)某高效净水剂是由K2FeO4得到的,工业上以硫酸铁溶液、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4,该反应的化学方程式是_____。
向甲、乙、丙三个体积均为0.5L的密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:A(g)+xB(g)2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别如表和如图表示:
下列说法正确的是( )
A.10min内甲容器中反应的平均速率v(A)=0.1mol·L-1·min-1
B.x=1
C.由图可知:T1<T2,且该反应为吸热反应
D.T1℃,起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB,平衡时A的转化率为25%
室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定的曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.同浓度的三种盐溶液的pH:pH(NaA)>pH(NaB)>pH(NaD)
B.pH=7时,三种溶液中:c(A-)<c(B-)<c(D-)
C.滴定至P点时,溶液中:c(Na+)>c(B-)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
D.当中和百分数达100%时将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)