(12分)我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生如下反应:
C(s)+O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol—1 ①
C(s)+CO2(g) = 2CO(g) △H2=+172.5 kJ·mol—1 ②
4CO(g)+Fe3O4(s) = 4CO2(g)+3Fe(s) △H3=-13.7 kJ·mol—1 ③
请回答下列问题:
⑴计算3Fe(s)+2O2(g) = Fe3O4(s)的△H=___________________。
⑵800℃时,C(s)+CO2(g)
2CO(g)的平衡常数K=1.64,相同条件下测得高炉内c(CO)=0.20 mol·L-1、c(CO2)=0.05 mol·L-1,此时反应向_______(填“正”或“逆”)方向进行。
⑶某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在,现进行如下实验:将少量铁矿石样品粉碎,称取25.0 g样品于烧杯中,加入稀硫酸充分溶解,并不断加热、搅拌,滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol·L-1的酸性KMnO4滴定,至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0 mL。
提示:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 8H++MnO4-+5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O
①计算该铁矿石中铁元素的质量分数。(请写出必要的解题步骤)
②计算氧化物FemOn的化学式(m、n为正整数)(请写出必要的解题步骤)
在1981年才第一次制得卤族元素的第五个成员砹,根据卤素性质的变化规律,我们可以预料到砹有下列性质:
(1)砹在室温下的状态是 体,颜色比碘 ,它夺电子能力比碘 , (填“有”或“没有”)挥发性,并 (填“溶”或“不溶”)于四氯化碳。
(2)AgAt的颜色比AgI , 溶于水,HAt的稳定性比HI 。
(3)单质砹是卤素中 的氧化剂,而砹离子是卤族中 的还原剂。(填“最强”或“最弱”)
最近,德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素,质量数是85。根据材料回答下列问题:
(1)铷37Rb位于周期表的第________周期、第________族。
(2)关于铷的结构和性质判断正确的是________。
①与水反应比钠剧烈
②它的原子半径比钠小
③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2
④它的阳离子最外层电子数和镁原子相同
⑤它是还原剂
A.①③④ B.②③⑤ C.②④ D.①③⑤
(3)氢化铷与水反应可放出氢气,则下列叙述正确的是________。
A.氢化铷溶于水显酸性
B.氢化铷中氢离子被还原为氢气
C.氢化铷与水反应时,水是还原剂
D.氢化铷中氢离子最外层有两个电子
(4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g,当它与足量水反应时,放出标准状况下的氢气22.4 L,这种碱金属可能是________。
A.LiB.NaC.KD.Cs
(1)写出表示含有8个质子、10个中子、10个电子的离子的符号 。(写成ZAXn-的形式)
(2)周期表中位于第8纵行的铁元素属于第 族。
(3)周期表中最活泼的非金属元素位于第 纵行 族。
【化学—物质结构与性质】
电石(CaC2)发生如下反应合成尿素[CO(NH2)2],可进一步合成三聚氰胺。
(1)CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为______。CaCN2中阴离子为CN22-,与CN22-离子互为等电子体的分子的化学式为_______,可推知CN22-的空间构型为_________。
(2)三聚氰胺在动物体内可转化为三聚氰酸(),三聚氰酸分子中N原子采取______杂化。三聚氰胺与三聚氰酸的分子相互之间通过________结合,在肾脏内易形成结石。
(3)下图是电石的晶胞示意图,则一个晶胞中含有___个Ca2+离子,研究表明,C22-的存在使晶胞呈长方体,该晶胞中一个Ca2+周围距离相等且最近的C22-有___个。
【化学—化学与技术】
铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。
(1)工业上采用电解氧化铝和冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:2Al2O34Al+3O2↑。
加入冰晶石的作用为_______________________。
(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为________,下列可作阴极材料的是______。
a.铝材b.石墨c.铅板d.纯铝
(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应式_______________________。在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是_________________。
(4)下列说法正确的是__________________。
a.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术
b.铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能
c.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降
d.铝的阳极氧化膜富多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色