已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增,A、B、C、D位于短周期。A位于周期表的s区,其原子中电子层数和未成对电子数相同;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;D原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同。
请回答下列问题:
(1)B、C、D三种元素的电负性由小到大的顺序为 ,E的基态原子的电子排布式为 。
(2)由B、D形成的BD32-离子中,其VSEPR模型名称是 ,离子的中心原子采用 杂化。
(3)已知由A、C、D三种元素按照4:2:3的原子个数比可形成某离子化合物,常温下测得该离子化合物的水溶液pH=5,则该溶液中水电离出的氢离子浓度为 。
(4) D、E和钡三种元素构成的某化合物的晶胞结构如右图所示,该化合物的化学式为 。
(5)纳米级的EO2是一种广泛使用的催化剂,实验室往往通过ECl4在大量水中加热水解制得EO2·xH2O,该反应的化学方程式为 。
高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途,实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾,其部分流程如下:
(已知锰酸钾为墨绿色固体、高锰酸钾为紫黑色固体)
(1)在操作①和②中,MnO2 是该反应的 (“氧化剂”或“还原剂”);第①步加热熔融时应选用的仪器是 :A. 铁坩埚 B. 瓷坩埚 C. 石英坩埚
(2)为提高第③步的浸出速率,可采取的措施有__________、___________(写出两项即可)。
(3)第④步通入适量CO2,发生反应生成MnO4-和MnO2和碳酸盐,则发生反应的离子方程式为 。
(4)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时,停止加热,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。干燥过程中,温度不宜过高,其原因是 (用化学方程式表示);所得晶体中可能含有的可溶性杂质的化学式为_______________。
(5)H2O2和KMnO4都是常用的强氧化剂,若向H2O2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液,则酸性高锰酸钾溶液会褪色,写出该反应的离子方程式:___________________________。
聚合物F的合成路线图如下:
请据此回答:
(1) A中含氧官能团名称是_______,C的系统命名为_________。
(2) 检验B中所含官能团所用的试剂有______;E→F的反应类型是___________。
(3) G物质的相对分子质量比的相对分子质量大2,则符合下列条件的G的同分异构体有__ __种。
① 分子中含有苯环,且苯环上有两个取代基 ② 遇氯化铁溶液变紫色
(4) C生成D的反应化学方程式为_____________________________,如果C与NaOH的醇溶液反应,则生成的有机物的结构简式为_______________。
(5) 参照上述合成路线,设计一条由甲醛、乙醛和甲醇为主要原料制备 的合成路线 。
甲醇既可用于基本有机原料,又可作为燃料用于替代矿物燃料。
(1)以下是工业上合成甲醇的两个反应:
反应I: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应II:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH2
① 上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“II”)。
② 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断反应I为______热反应(填“吸”或“放”)。
③ 某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 (从表中选择)。
(2) 已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1 kJ/mol
② 2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH2 kJ/mol
③ H2O(g)= H2O(l) ΔH3 kJ/mol
则反应 CH3OH(l)+ O2(g)= CO(g)+ 2H2O(l) ΔH= kJ/mol
(3)现以甲醇燃料电池,采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O2‾7)时,实验室利用下图装置模拟该法:
① N电极的电极反应式为 。
② 请完成电解池中Cr2O2‾7转化为Cr3+的离子反应方程式:
Cr2O7 2‾+ Fe2+ + [ ] ═= Cr3++ Fe3++ H2O
(4) 处理废水时,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,当c(Cr3+)=1×10‾5 mol•L﹣1 时,Cr3+沉淀完全,此时溶液的pH= 。 (已知, Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10‾31,lg2=0.3)
常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源
(1)操作A的名称为 。
(2)铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。铜帽溶解完全后,可采用___________方法除去溶液中过量的H2O2。
(3)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为 。
(4)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O。
① 当1 mol MnO2参加反应时,共有 mol电子发生转移。
② MnO (OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,试写出该反应的化学方程式: 。
(5)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示:
根据上图可知:
① pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高,汞的吸收率 。
② 在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下 强。
乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe}是一种很好的食品铁强化剂,易溶于水,吸收效果比无机铁好,可由乳酸与FeCO3反应制得。
I.制备碳酸亚铁:装置如图所示。
(1)装置B发生反应的离子方程式为_______________________;B中可观察到的现象是铁粉逐渐溶解,_________________________。
(2)将B中生成的FeCl2溶液压入装置C的操作是______________________。
Ⅱ.制备乳酸亚铁:
将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75℃下搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸。
(3)FeCO3与乳酸[CH3CH(OH)COOH]反应的离子方程式为_________________________。
(4)反应后加入适量乳酸的作用是________________。
(5)从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体所需的实验操作是______ _、过滤、洗涤、干燥。
(6)设计实验证明乳酸亚铁中含Fe2+ ____________________ _________。