在离子晶体中,阴阳离子按一定规律在空间排列,如图(1)所示即是NaCl的晶体结构,这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距离排列的。
①在晶体中,每个Na+离子周围与它最接近的、且距离相等的Cl-共有 个。
每个Na+离子周围与它最接近的、且距离相等的Na+共有 个。而Na+离子数目与Cl-离子数目之比为 。
②在离子晶体中,阴阳离子具有球对称的电子云。它们可以被看成是不等径的刚性圆球,并彼此相切(如图⑵所示)。离子键的键长是相邻阴阳离子的半径之和(如图⑶所示),已知a为常数。
|
a
氢氟酸(HF)是一元弱酸,在水溶液中的电离方程式为:HFH++F-。25℃下,向20mL0.2mol•L-1的氢氟酸中滴加0.2mol•L-1的NaOH溶液时,溶液的pH变化如图所示。
已知:电离度()和电离平衡常数(K)一样,可以用来衡量弱电解质在稀溶液中的电离能力,
。
请回答下列问题:
(1)在氢氟酸的稀溶液中,通过改变以下条件能使氢氟酸的电离度[(HF)]增大的是_______,可使氢氟酸的电离平衡常数[Ka(HF)] 增大的是_______。
a.升高温度 b.向溶液中滴入2滴浓盐酸 c.加入少量NaF固体 d.加水稀释
(2)在此温度下,氢氟酸的电离平衡常数Ka(HF)为:__(保留两位有效数字),电离度约为____%。
(3)已知在此温度下:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) △H=-a kJ•mol -1;
HF(aq) H+(aq)+F-(aq) △H=+b kJ•mol -1
则该过程中和反应的热化学方程式为:________________________________;在忽略F-水解的情况下,反应达到B点时,滴加过程中所释放的热量为________kJ(用只含a、b的式子表示)。
(4)下列有关图中各点微粒浓度关系正确的是_______________。
a.在A处溶液中:c(F—)+c(HF)="0.2" mol•L-1
b.在B处溶液中:c(H+)+c(HF)= c(OH—)
c.在B处溶液中:c(Na+)>c(F—)>c(H+)>c(OH—)
d.在A和B处溶液中都符合: = Ka(HF)
(16分)A、B、C、D、E为中学化学常见的单质或化合物,相互转化关系如图所示(部分产物略去):
(1)若A是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,C、D均为空气的主要成分,E是一种有毒气体.
①C的电子式为_______________.
②写出反应Ⅱ的化学方程式______________________.
(2)若A是淡黄色化合物,常温下D是无色气体,C中含有的阴、阳离子均为10电子粒子.
①C中所含化学键的类型是____________.
②写出反应Ⅲ的离子方程式______________________.
(3)将(2)中一定量的气体D通入2 L C的溶液中,在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的气体与HCl物质的量关系如图所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发).
①O点溶液中所含溶质的化学式为_____________,a点溶液中各离子浓度由大到小的关系是_______________.
②标准状况下,通入气体D的体积为_____L,C溶液的物质的量浓度为_____mol·L-1.
某科研小组探究工业废Cu粉(杂质含有SiO2、Al2O3、Fe2O3中的一种或几种)的组成并制备少量CuSO4·5H2O,实现废物综合利用,实验过程如下:
Ⅰ:
(1) 废Cu粉中一定含有的杂质是。
(2) 分别写出过程①、②发生反应的离子方程式:
①;
②。
Ⅱ:
(3)综合过程Ⅰ、II,计算工业废Cu粉中各成分的质量之比是(不必化简)。
Ⅲ:已知25℃时:
电解质 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
溶度积(Ksp) |
2.2×10-20 |
8.0×10-16 |
4.0×10-38 |
开始沉淀时的pH |
5.4 |
6.5 |
3.5 |
完全沉淀时的pH |
6.4 |
9.6 |
4.0 |
(4)在Ⅱ中所得蓝色溶液中加入一定量的H2O2溶液,调节溶液的pH范围为,然后过滤、结晶,可得CuSO4·5H2O。
(5)下列与Ⅲ方案相关的叙述中,正确的是(填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH选择的试剂可以是氢氧化铜或氧化铜
D.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
已知:G、Q、R、T、X、Y、Z都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大。G的简单阴离子最外层有2个电子,Q原子最外层电子数是内层电子数的两倍,X元素最外层电子数与最内层电子数相同;T2R的晶体类型是离子晶体,Y原子基态3p原子轨道上有2个未成对电子,其单质晶体类型属于原子晶体;在元素周期表中Z元素位于第10列。
回答下列问题:
⑴Z的核外电子排布式是。
⑵X以及与X左右相邻的两种元素,其第一电离能由小到大的顺序为。
⑶QR2分子中,Q原子采取杂化,写出与QR2互为等电子体的一种分子的化学式:。
⑷分子式为Q2G6R的物质有两种,其中一种易溶于水,原因是;T的氯化物的熔点比Y的氯化物的熔点高,原因是。
⑸据报道,由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性,其晶体结构如图所示。晶体中距每个X原子周围距离最近的Q原子有个。
(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
⑴以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H=。
⑵CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
平衡常数 |
0.45 |
1.92 |
276.5 |
1771.5 |
①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K=。
⑶汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式:。
⑷乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为。