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化学上常利用周期表中同族元素的相似性与递变性研究元素的原子结构和性质。回答下列问...

化学上常利用周期表中同族元素的相似性与递变性研究元素的原子结构和性质。回答下列问题:

(1)现代化学中,常利用_____特征谱线来鉴定元素。

(2)氧族元素中,氧、硫、硒三元素的第一电离能由大到小的顺序为_____(用元素符号回答),气态SO3为单分子状态,其分子空间构型为_____。若SO3的三聚体(SO3)3的环状结构如图所示,则该结构中S原子的杂化轨道类型为_____

(3)卤族元素的氢化物中,HF键的键能>HCl键的键能>HBr键的键能,原因是_____

(4)铁、钴、镍同处在元素周期表中_____族,它们的阳离子易形成各种配合物,已知:磁矩un为中心原子或离子的单电子数,实验测得配合物[Co(NH3)4Cl2]Clu0,则其中心粒子的化合价为_____,其价电子排布图为_____

(5)已知:铜晶体为面心立方最密堆积,铜原子半径为rpm,阿伏加德罗常数用NA表示,则铜晶体密度的计算式为_____

 

原子光谱 O>S>Se 平面正三角形 sp3 由于原子半径r(F)<r(Cl)<r(Br),故H﹣F、H﹣Cl、H﹣Br的键长逐渐增大,核对成键电子对的吸引力逐渐减小,故键能逐渐增大 Ⅷ +3 g•cm﹣3 【解析】 (1)现代化学中,常利用原子光谱特征谱线来鉴定元素; (2)同主族自上而下第一电离能减小,故第一电离能:O>S>Se;SO3中心原子S原子孤电子对数==0,价层电子对数=0+3=3,所以分子空间构型平面正三角形;根据(SO3)3的环状结构图,黑色球为S原子,白色球为O原子,S原子形成4个单键,价层电子对数为4,S原子采取sp3杂化,; (3)由于原子半径r(F)<r(Cl)<r(Br),故H﹣F、H﹣Cl、H﹣Br的键长逐渐增大,核对成键电子对的吸引力逐渐减小,故键能逐渐增大; (4)铁、钴、镍同处在元素周期表中Ⅷ族;配合物中,金属元素提供空轨道,为中心粒子,根据化合价代数和为0,可知Co元素的化合价为+3价;由u=0,可知钴离子中没有单电子,则Co3+的价电子排布图为:; (5)铜晶体为面心立方最密堆积,处于面对角线上的Cu原子相邻,铜原子半径为r pm,则晶胞边长=pm,则晶胞的体积V=(×10-10)3cm3,晶胞中Cu原子数目=8×+6×=4,晶胞质量m=g,晶体密度=g÷(×10-10)3cm3=g•cm﹣3。
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对羟基苯甲酸乙酯广泛用于食品、化妆品、医药等领域。某化学兴趣小组通过查阅文献,制备羟基苯甲酸乙酯。回答下列问题:

(一)对羟基苯甲酸乙酯的合成

实验原理:

实验步骤:取0.4mol乙醇和催化剂置于干燥的仪器A中,0.1mol对羟基苯甲酸置于恒压滴液漏斗C中,实验装置如图所示(加热和夹持装置省略)。加热回流,充分反应。

(1)仪器A的名称是_____。仪器B中冷凝水的流向为从_____(“a”或“b”)通入。

(2)某同学准备在仪器A和球形冷凝管之间加一个脱水装置,用化学平衡原理解释这样做的优点是_____

(3)取催化剂2g,对羟基苯甲酸0.1mol,乙醇0.4mol,反应过程中酯的产率与反应时间的关系如下表所示:

反应时间/小时

1

3

4

5

6

酯的产率/%

45.6

88

91.8

91.1

90.8

 

根据表中数据可知,最佳反应的时间应为_____;反应时间过长,产率有所下降的可能原因是_____

(二)对羟基苯甲酸乙酯的精制

实验方法:①反应完毕后趁热滤出催化剂,滤液倒入冷水中,析出固体,过滤。

②固体先后用5%的Na2CO3溶液和水洗涤,干燥后得到粗产品。

③在装有冷凝管的圆底烧瓶中,按照一定比例加入粗品酯、乙醇、水和活性炭,加热回流0.5小时,趁热抽滤,滤液冷却,析出白色晶体,于80℃烘干。

(4)在②中用5%的Na2CO3溶液洗涤的目的是_____,能不能用NaOH溶液替代?_____(填“能”或“不能”)。

(5)在③趁热抽滤主要除去的杂质为_____,“趁热”的目的是_____

(6)该小组同学按(3)中数据投料,最后得到对羟基苯甲酸乙酯14.9g,则该实验的产率为_____%。

 

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某卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+Fe2+Mn2+等离子和少量的尿素[CO(NH2)2].利用该卤块为原料生产轻质氧化镁的工艺流程如图:

当相关金属离子[c0(Mn+)0.1mol•L1]时,形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:

金属离子

Fe2+

Fe3+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

7.6

2.7

8.3

9.6

沉淀完全的pH

8.3

3.7

9.8

11.1

 

回答下列问题:

(1)NaClO中氯元素的化合价为_____NaClO为漂白液的主要成分,写出制备漂白液的离子方程式_____

(2)若溶液b中杂质离子的浓度均为0.1mol•L1,若要使杂质离子沉淀完全,步骤③应溶液的pH调节至_____,沉淀物A含有Mn(OH)2_____

(3)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物C应在_____(填仪器名称)中灼烧。写出步骤⑥的化学方程式_____

(4)步骤②加入NaClO还能除去卤块中的尿素[CO(NH2)2],生成一种盐和两种无毒气体及水,其化学方程式为_____,若除去卤快中含有的0.02molCO(NH2)2,需消耗NaClO的质量为_____

 

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有效去除NO是环境治理的重大课题。回答下列问题:

(1)NaClO2氧化去除NO

已知:5 NaClO2(aq)+4HCl(aq)4ClO2(g)+2H2O(l)+5NaCl(aq)  H1

5NO(g)+3ClO2(g)+4H2O(l)5HNO3(aq)+3HCl(aq)  H2

则反应4NO(g)+3NaClO2(aq)+2H2O(l)4HNO3(aq)+3NaCl(aq)

H_____(用含H1H2的代数式表示)

(2)过硫酸钠(Na2S2O8)氧化去除NO

第一步:NO在碱性环境中被Na2S2O8氧化为NaNO2

第二步:NaNO2继续被氧化为NaNO3,反应为NO2+S2O82+2OHNO3+2SO42+H2O

不同温度下,平衡时NO2的脱除率与过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度的关系如图所示。

①平衡时bd两点的浓度:c(S2O82)b_____c(S2O82)d(”)

abc三点平衡常数K由大到小的顺序为_____,原因是_____

③常温下,反应中NO2S2O82的初始浓度均为 x mol•L1,反应达平衡时溶液pH14NO3浓度为 y mol•L1(忽略反应前后溶液体积的变化),该反应的化学平衡常数为_____

(3)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)还原去除NO。若用连二亚硫酸钠(Na2S2O4)溶液还原NO去除污染,再电解生成的NaHSO3,可再生Na2S2O4,其电解过程如图所示,质子膜允许H+H2O通过。阴极的电极反应式为_____,将处理 n molNO后的溶液电解至恰好完全再生时,理论上生成的O2在标准状况下的体积为_____L

 

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XRYZM为五种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图1所示。R位于第三周期,ZM的最高价氧化物对应的水化物分别为甲、乙。常温下,0.1mol•L1的甲溶液的pH1.回答下列问题:

(1)R的某种氧化物为淡黄色固体,写出该氧化物的一种用途:_____

(2)单质Y与乙的浓溶液共热产生两种无色气体,现用图2的装置检验这两种气体。B中试剂名称为_____C中酸性KMnO4溶液的作用为_____。若C中溶液颜色褪尽,D中澄清石灰水变浑浊,则此现象不能证明产物中_____(化学式)气体的存在。

(3)写出铜和甲的稀溶液反应的离子方程式_____

 

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固体化合物CaFe(CO3)2在空气中加热反应生成CO2Fe2O3CaO.回答下列问题:

(1)CO2的电子式为_____

(2)上述反应产物中的CaO加入燃煤中,其作用是_____

A.降低温室效应B.减少SO2的排放C.避免光化学烟雾D.保护臭氧层

(3)设计实验证明上述固体产物中含有三价铁:取少量固体于试管中,_____

(4)CaFe(CO3)2在空气中加热反应的化学方程式为_____

 

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