A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素。已知A元素基态原子的核外电子分占四个原子轨道;B元素基态原子的成对电子数是未成对电子数的6倍;C元素是同周期元素中电负性最大的元素;D元素基态原子的L层与M层的电子数相等,且与s能级的电子总数相等;E元素可与C元素形成2种常见化合物,其中一种为棕黄色,另一种为浅绿色。
请回答下列问题:
(1)E元素基态原子的价层电子排布式为________,属于________区的元素。
(2)A、B两元素的氧化物的晶体类型分别为________、________;写出B元素的最高价氧化物与HF溶液反应的化学方程式:_____________________________。
(3)元素A的一种氢化物是重要的化工原料,常把它的产量作为衡量石油化工发展水平的标志,该分子中σ键和π键的数目分别为________和________。
(4)原子总数和价电子总数都相同的分子、离子或基团属于等电子体,由A~E中的元素形成的微粒中,与SO42-互为等电子体的分子是________(填分子式,任写一种),SO42-中的键角为________。
(5)D元素与最活泼的非金属元素形成的化合物的晶胞结构如图所示,其中“”代表的微粒是________(用元素符号或离子符号表示),该离子化合物晶体的密度为a g/cm3,则晶胞的体积是________(写出表达式即可)。
氨在工农业生产中应用广泛,可由N2、H2合成NH3。
(1)天然气蒸汽转化法是前获取原料气中H2的主流方法。CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2,其能量变化示意图如下:
结合图像,写出CH4通过蒸汽转化为CO2和H2的热化学方程式______________________。
(2)利用透氧膜,一步即获得N2、H2,工作原理如图所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4∶1计)
①起还原作用的物质是_________________________。
②膜I侧所得气体=2,CH4、H2O、O2反应的化学方程式是______________________。
(3)甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。t1时刻到达平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示,下列说法正确的是____________
A.Ⅰ、Ⅱ两过程到达平衡时,平衡常数:KⅠ<KⅡ
B.Ⅰ、Ⅱ两过程到达平衡时,NH3的体积分数:Ⅰ<Ⅱ
C.Ⅰ、Ⅱ两过程到达平衡的标志:混合气体密度不再发生变化
D.t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加N2和H2混合气
(4)乙小组模拟不同条件下的合成氨反应,向容器充入9.0mol N2 和23.0mol H2,图为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(P )的关系图。
①T1、T2、T3由大到小的排序为______________________________。
②在T2、60MPa条件下,比较A点v正___v逆(填“>”、“<”或“=”),理由是____________。
③计算T2、60Mpa平衡体系的平衡常数Kp=__________。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压x物质的量分数)
某工厂对工业污泥中的铬元素回收与再利用的工艺如图(已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
阳离子 | Fe3+ | Fe2+ | Mg2+ | Al3+ | Cr3+ |
开始沉淀时的pH | 1.9 | 7 | — | — | — |
沉淀完全时的pH | 3.2 | 9 | 11.1 | 8 | 9(>9溶解) |
(1)实验室用98%(密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸配制200 mL 4.8 mol·L-1的硫酸溶液,配制时需要量取98%的浓硫酸的体积为_________mL(保留小数点后一位小数),所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外,还需______。
(2)过滤操作时,需要对沉淀进行洗涤,洗涤沉淀的方法是__________。
(3)加入H2O2的作用一方面是氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr(CrO42-或Cr2O72-),以便于与杂质离子分离;另一方面是__________。(用离子方程式表示)
(4)调节溶液的pH=8除去的杂质离子是________。
(5)钠离子交换树脂的原理为Mn++nNaRMRn+nNa+,被交换的杂质离子是________。
(6)通SO2气体时,还原过程发生以下反应(填写缺项物质并配平):
____Na2Cr2O7+____SO2+___ ___=___Cr(OH)(H2O)5SO4+___Na2SO4。____
碱式碳酸铜可用于有机催化剂、杀虫剂及饲料中铜的添加剂,还可用于烟火和颜料制造。CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应能否得到碱式碳酸铜?某班同学进行相关探究。
(沉淀制备)取一定量胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水,再滴几滴稀硫酸,充分搅拌后得到一定体积的CuSO4溶液。向其中加适量Na2CO3溶液,将所得蓝绿色悬浊液过滤,用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤。
(1)滴加稀硫酸的作用是________。
(2)用无水乙醇洗涤的目的是________。
(实验探究)同学们设计了如下装置,用制得的蓝绿色固体进行实验:
(3)D装置加热前,需要首先打开活塞K,用A装置制取适量N2,然后关闭K,点燃D处酒精灯。A中产生的N2将装置中的空气排除,避免干扰。C中盛装的试剂应是________。
(4)装置A中发生反应的离子方程式为________。
(5)若蓝绿色固体的组成为xCuCO3·yCu(OH)2,实验能观察到的现象是________。
(6)同学们查阅文献知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,经讨论认为需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2来定量测定蓝绿色固体的化学式,其原因是________。
a.Ba(OH)2的碱性比Ca(OH)2强
b.Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2
c.相同条件下,CaCO3的溶解度明显大于BaCO3
d.吸收等量CO2生成的BaCO3的质量大于CaCO3,测量误差小
待D中反应完全后,打开活塞K,再次滴加NaNO2溶液产生N2,其目的是________。若定量分析所取蓝绿色固体质量为27.1 g,装置F中使用Ba(OH)2溶液,实验结束后,装置E的质量增加2.7 g,F中产生沉淀19.7 g。则该蓝绿色固体的化学式为________。
下列说法中正确的是( )
A.将CH3COONa溶液从20 ℃升温到30 ℃,溶液中增大
B.pH相同的①CH3COONa ②NaHCO3 ③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③
C.CH3COONa和CaCl2混合溶液:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO32-水解程度减小,溶液的pH减小
有一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时,通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如下图所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是
A.电极a的反应式为:CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b
C.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极a流向电极b
D.当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移4 mol