X、Y、Z、W四种元素的部分信息如下表所示。
元素 | X | Y | Z | W |
相关 信息 | 短周期元素,最高化合价为+7价 | 基态原子中,电子占据的最高能层符号为L,最高能级上只有两个自旋方向相同的电子 | 核外电子共有15种运动状态 | 能与X形成两种常见化合物WX2、WX3,酚遇WX3溶液能发生显色反应 |
回答下列问题:
(1) W的基态原子电子排布式为____, X、Y、Z三种元素电负性由大到小的顺序为___(用具体的元素符号填写)。
(2)化合物YX4、ZX3、ZX5 (气态或液态时)中,中心原子的轨道类型不是sp3杂化的是________(填化学式,下同),分子构型是正四面体的是______,属于极性分子的是____。
(3)已知WX3的熔点:306℃,沸点:319℃,则WX3的晶体类型为____,Y与氢元素能形成YnH2n+2 (n为正整数)的一系列物质,这一系列物质沸点的变化规律以及影响的因素是______________。
(4)Z可形成多种含氧酸,如H3ZO4、HZO3、H3ZO3等,其中酸性最强的是______(填化学式)。
(5)W元素的单质晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如下图所示。在面心立方晶胞中W原子的配位数为___;若W的原子半径为r cm,阿伏加德罗常数为NA,则其体心立方晶体的密度可表示为_____g•cm-3。
我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资源进行回收利用:
已知:①Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(ZnS)=1.6×10-24
②Mn(OH)2开始沉淀时pH为8.3,完全沉淀的pH为9.8
⑴碱性锌锰干电池是以锌粉为负极,二氧化锰为正极,氢氧化钾溶液为电解质。电池总反应为2MnO2+ Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2,请写出电池的正极反应式_____________;
⑵为了提高碳包的浸出效率,可以采取的措施有________________________;(写一条即可)
⑶向滤液1中加入MnS的目的是__________________________________________;
⑷已知MnSO4的溶解度曲线如图所示,从滤液2中析出MnSO4·H2O晶体的操作是蒸发结晶、____________________、洗涤、低温干燥;
⑸为了选择试剂X,在相同条件下,分别用3 g碳包进行制备MnSO4的实验,得到数据如表1,请写出最佳试剂X与碳包中的主要成分发生反应的化学方程式_____________。
⑹工业上经常采用向滤液2中加入NaHCO3溶液来制备MnCO3,不选择Na2CO3溶液的原因是___________________________________;
⑺该科研小组利用EDTA(乙二胺四乙酸二钠,阴离子简写为Y2-)进行络合滴定测定Mn2+在电池中的百分含量,化学方程式可以表示为Mn2++Y2-=MnY。实验过程如下:
准确称量一节电池的质量平均为24.00g,完全反应后,得到200.00mL滤液2,量取10.00mL滤液2稀释至100.00mL,取20.00mL溶液用0.0500mol•L-1EDTA标准溶液滴定,平均消耗标准溶液22.00mL,则该方案测得Mn元素的百分含量为________。(保留3位有效数字)
某中学化学实验室要求学生在实验室条件下,用标准卷尺、中学化学实验室常用的托盘天平和如下图所示的仪器,再用稀硫酸和宽度、厚度均匀的纯镁带(镁带每米质量为2.5g左右)测定气体摩尔体积。
假如实验是在标准状况下进行,试回答下列问题:
(1)镁带和稀硫酸应分别置于_________、_________仪器中(填仪器编号);G管可以用化学实验室里的一种常用仪器来改装,你认为这种仪器的名称是__________________。
(2)仪器丙由左、右两根部分组成,它们用橡皮管连通,并装入适量水,上下移动两管可以调节液面高低。甲乙两试管各有两根导管,用橡胶管连接对应接口后,倒置盛稀硫酸的试管,发生反应,放出气体,接口的连接方式如下:A接连_________,B接连_________,C接连_________ (填写各接口的编号)。
(3)实验中要取用一定质量的镁条样品投入图示试管中,你认为能否用中学化学实验室常用的托盘天平_________,理由是____________。
(4)你认为可用什么方法取镁带样品_________。如果取镁带长l m,质量为 m g,截取镁带长x cm,产生气体体积为V mL,则测得标况下气体摩尔体积应表示为:V(m)= _________L∙mol-1。
CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
体积分数 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K=___________。
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H=______________;
③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1~t2℃时,温度升高而CO的生成速率降低的原因是___________________________________;
(∆代表CO的生成速率,■代表催化剂的催化效率)
④为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是_____________________;
⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2,则上述平衡向__________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)以CO2为原料可以合成多种物质。
①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成,写出其结构简式:_____________;
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,该电极反应方程式为______。
25℃时,将浓度均为0.1mol/L,体积分别为Va和Vb的HA溶液与BOH溶液按不同体积比混合,保持Va+Vb=100mL,Va、Vb与混合液pH的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.Ka(HA)=1×10-6mol/L
B.b点c(B+)=c(A-)=c(OH-)=c(H+)
C.c点时,随温度升高而减小
D.a→c过程中水的电离程度始终增大
电解原理在化学工业中有广泛应用。图甲表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。下列说法不正确的是:
A.若此装置用于电镀铜,则Y为铜电极,电解液a可以是硫酸铜或氯化铜溶液。
B.按图甲装置用惰性电极电解AgNO3溶液,若图乙横坐标x表示流入电极的电子的物质的量,则E表示反应生成硝酸的物质的量,F表示电解生成气体的物质的量。
C.若X、Y为铂电极,a溶液为250mL CuSO4和KNO3的混合液,经过一段时间后,两极均得到标准状况下5.6L气体,则原混合液中CuSO4的物质的量浓度为1mol·L-1
D.按图甲装置用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,加入0.1mol的氧化铜刚好恢复到通电前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子为0.4mol。