(11分)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。
回答下列问题:
(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ,1mol Y2X2含有σ键的数目为 。
(2)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是 。
(3)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是 ,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3,反应的化学方程式为
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。
请回答下列问题:
(1)Fe位于元素周期表中第____________周期,第___________族。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因:
(4)反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
TiCl4 |
Mg |
MgCl2 |
Ti |
|
熔点/℃ |
-25.0 |
648.8 |
714 |
1667 |
沸点/℃ |
136.4 |
1090 |
1412 |
3287 |
(5)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数为___________________。(用代数式表示)
(6)由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成6mol甲醇,至少需额外补充H2 mol。
铜是与人类关系非常密切的常见金属。
Ⅰ.已知常温下,在溶液中Cu2+稳定,Cu+易在酸性条件下发生反应:2Cu+ = Cu2++ Cu。
(1)CuH中H元素化合价为 。
(2)目前制备纳米级Cu2O的一种方法:在氢氧化铜悬浊液中滴入N2H4·H2O水溶液,充分反应后即可得到Cu2O,同时产生无色无味的气体。上述制备过程中总反应的化学方程式为 。
(3)一定条件下,在CuSO4中加入NH4H反应生成氢化亚铜(CuH)。将CuH溶解在足量稀硫酸中,当产生6.72 L H2(标准状况下)时,参加反应的硫酸的物质的量为 。
Ⅱ.孔雀石呈绿色,是一种名贵的宝石。其主要成分是xCu(OH)2·yCuCO3。某兴趣小组为探究孔雀石组成,利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验:
步骤1:检查装置的气密性,将研细的样品置于硬质玻璃管中。
步骤2:称量相关装置的质量,打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭。
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4:_________________________。
步骤5:冷却至室温,称量相关装置的质量。
(1)请补充步骤4操作内容:_____________________________。
(2)若无装置E,则实验测定的x/y的值将__________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)某同学在实验过程中采集了如下数据:
A.反应前硬质玻璃管与样品的质量163.8g |
B.反应后硬质玻璃管中残留固体质量20g |
C.装置C实验后增重2.25g |
D.装置D实验后增重5.5g |
为测定x/y的值,你认为可以选用上述所采集数据中的_______________(写出所有组合的字母代号)任一组即可进行计算,并根据你的计算结果,写出孔雀石组成的化学式____________。
室温下,现有A、B、C、D、E、F六种常见化合物,已知它们的阳离子有K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+,阴离子有Cl-、OH-、CH3COO-、NO3-、SO42-、CO32-,现将它们分别配成0.1 mol/L的溶液,进行如下实验:(已知:室温下,饱和氢氧化钙溶液浓度约为0.00165 g/mL)
①测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为A > E > C;
②向B溶液中滴加Na2S溶液,出现难溶于强酸且阴阳离子个数比为1∶2的黑色沉淀;
③向D溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,无明显现象;
④向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)写出下列化合物的化学式:A _____________、B _____________、C _____________。
(2)实验④中白色沉淀变为红褐色对应的化学方程式:_____________________________。
(3)D与E的溶液反应离子方程式是:__________________________________。
某氯的氧化物A常温下为气态,测得该气体对空气的相对密度为3.0,A溶于水可得只含单一溶质B的弱酸性溶液,B溶液在放置过程中酸性会增强。常温下,气体A与NH3反应生成离子晶体C、气体单质D和常见液体E,D为空气中含量最多的物质。气体A可用氯气与潮湿的Na2CO3反应制得,同时生成两种钠盐。请回答下列问题:
(1)气体A的化学式为 。
(2)用化学方程式表示B溶液酸性增强的原因 。
(3)气体A与NH3反应的化学方程式为 ,该反应体现气体A具有 性。
(4)试写出制取气体A的化学方程式为 。
(5)设计实验探究离子晶体C中阳离子的成分 。
CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Co(OH)2 |
Al(OH)3 |
Mn(OH)2 |
开始沉淀 |
2.7 |
7.6 |
7.6 |
4.0 |
7.7 |
完全沉淀 |
3.7 |
9.6 |
9.2 |
5.2 |
9.8 |
③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶生成无水氯化钴。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式 。
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式 ;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式 。
(3)“加Na2CO3调pH至5.2”,过滤所得到的沉淀成分为 ,加入萃取剂的目的是 。
(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是 。
(5)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量HNO3酸化的AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是 。(答一条即可)