周期表中前四周期的元素A、B、C、D,原子序数依次增大,且A、B、C同周期。A共有两个原子轨道上有电子,且电子数目相同。B、C相邻,且C中的未成对电子数为3个,D是人类最早使用的元素,并以这种元素命名了一个时代。请回答下面的问题:
(1)A、B、C第一电离能从小到大的顺序为:__________________(填元素符号),D的价层电子排布图为:_______________________。
(2)在不同的温度下,A以ACl2和二聚体 A2Cl4两种形式存在,二聚体的结构式如下图所示:
①ACl2中A的杂化方式为_____________。
②1mol A2Cl4中含配位键的数目为_____________。
(3)B元素能形成多种同素异形体,其中一种同素异形体X的晶体结构和晶胞结构如图所示。已知X的密度是a g/cm3,B-B键的键长为r cm,阿伏加德罗常数的值为NA。
X的晶体结构(左)和晶胞(右)
①X中含有的化学键为____________________。
②X晶体的层间距离为___________________。
(4)C元素可以形成两种含氧酸HCO2和HCO3,酸性是HCO3___HCO2(填“强于”或者“弱于”),原因为__________________________。
(5)将二维密置层在三维空间内堆积,可以得到两种金属晶体的最密堆积方式。一种是按照XYXYXYXY……方式堆积,我们称这种堆积方式为“甲”方式。另外一种是按照XYZXYZXYZXYZ……方式堆积,我们称这种堆积方式为“乙”方式。则金属D的堆积方式为_______。(填“甲”或“乙”)
汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)已知 4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol−1
①该反应在________________(填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
②对于该反应,改变某一反应条件(温度T1>T2),下列图象正确的是_______(填序号)。
③某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料,经过一段时间后达到平衡状态,测得甲中CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为__________;两种方式达平衡时,N2的体积分数:甲______乙( 填“>、=、<或不确定”,下同),NO2的浓度:甲______乙。
(2)柴油汽车尾气中的碳烟(C)和NOx可通过某含钴催化剂催化消除。不同温度下,将模拟尾气(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图所示。
①375℃时,测得排出的气体中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2,则Y的化学式为________。
②实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是__________________。
工业用黄铜矿(主要成分CuFeS2,含少量锌、铅的硫化物)冶炼铜的一种方法如下:
(1)Ⅰ中发生下列反应。ⅰ.CuFeS2 + 3Cu2+ + 4Cl- = 4CuCl+ Fe2+ +2Sⅱ. CuCl + Cl-CuCl2-,I中盐酸的作用是________。
(2)Ⅱ中通入空气,将Fe2+转化FeOOH沉淀。
①Fe2+转化为FeOOH的离子方程式是__________。
②溶液A中含金属元素的离子有:Zn2+、Pb2+和________。
(3)Ⅲ中需控制NaOH溶液的用量,其原因是________。
(4)Ⅳ中加入Na2CO3溶液的目的是________。
(5)V中反应的离子方程式是________。
(6)从物质循环利用的角度分析,如何处理NaCl溶液才能更好地服务于该冶炼铜的工艺,并说明理由:__。
叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO2,以t-Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。
(1)制备亚硝酸叔丁酯
取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO2===2HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:________________。
(2)制备叠氮化钠(NaN3)
按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应方程式为:t-BuNO2+NaOH+N2H4===NaN3+2H2O+t-BuOH。
①装置a的名称是________________;
②该反应需控制温度在65 ℃,采用的实验措施是____________________;
③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤,所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是______________________________________________。
(3)产率计算
①称取2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。
②用滴定管加入0.10 mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3===4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑](假设杂质均不参与反应)。
③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。计算可知叠氮化钠的质量分数为__________(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是______(填字母代号)。
A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗
B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数
C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡
D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内
(4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体,试写出反应的离子方程式:____________________________。
反应①是制备SiH4的一种方法,利用其副产物可制备相应物质,有关转化关系如下:
下列说法不正确的是( )
A.A2B的化学式为Mg2Si
B.NH3、NH4Cl可以循环使用
C.反应①中参加反应的NH3和NH4Cl的物质的量之比为1∶1
D.反应②中每生成24gMg转移2mol电子
复旦大学王永刚的研究团队制得一种柔性水系锌电池,该可充电电池以锌盐溶液作为电解液,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.放电时,N极发生还原反应
B.充电时,Zn2+向N极移动
C.放电时,每生成1 mol PTO-Zn2+,M极溶解Zn的质量为260g
D.充电时,N极的电极反应式为2PTO+8e-+4Zn2+=PTO-Zn2+