已知A、B、C、D、E是短周期中的五种元素,它们的原子序数依次增大。A和B可形成常见化合物BA4,一个BA4分子中电子总数为10;C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍;D与C同一主族,E-比C2-多一个电子层。试回答:
(1)D与E两元素相比较,非金属性较强的是________(填元素名称),请你自选试剂设计实验验证该结论(说明试剂、简单操作、实验现象)
_________________________________________________________________________________
(2)A、C、D间可形成甲、乙两种微粒,它们均为负一价双原子阴离子且甲有18个电子,乙有10个电子,则甲与乙反应的离子方程式为______________________________________;
(3)B和C形成的一种化合物是参与大气循环的气体,写出它的电子式________________;
(4)A和C也可形成一种18电子分子,写出该分子的结构式____________________
为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲同学设计的实验方案如下:
请回答:
(1)绿矾的化学式为。
(2)写出反应①的化学方程式 ,反应②生成沉淀的离子反应方程式 。
(3)为了检测滤液D中含有的金属离子,可设计实验方案为(试剂自选):。
(4)在滤渣B中滴加稀硫酸时,发现反应速率比一般的铁粉反应要快,其原因是。
(5)若考虑绿色化学工艺,在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体,试剂Y为无色液体,则反应④的总化学方程式为;若不考虑绿色化学工艺,所选试剂Y为1mol/L的硝酸,欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4,则需该硝酸的体积L。
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃时,往10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。则该温度下此反应的平衡常数K=(填计算结果)。
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1300℃(填“>”、“<”或“=”)。
T/℃ |
T1 |
300 |
T2 |
K |
1.00×107 |
2.45×105 |
1.88×103 |
(3)氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水,科学家利用此原理,设计成“氨气-氧气”燃料电池,则通入氨气的电极是(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为。
(4)用氨气氧化可以生产硝酸,但尾气中的NOx会污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H= -574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H= -1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。
(5)某研究小组在实验室以“Ag-ZSM-5”为催化剂,测得将NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。据图分析,若不使用CO,温度超过775K,发现NO的转化率降低,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。
有增长碳链是有机合成中非常重要的反应。例如:
反应①
用通过以下路线可合成(Ⅱ):
(1)(Ⅰ)的分子式为;1mol该物质完全燃烧需要消耗mol O2.。
(2)(Ⅱ)与足量的热NaOH溶液反应的化学方程式为。
(Ⅲ)的结构简式为;在生成(Ⅲ)时,还能得到另一种副产物C6H8O4,该反应的化学方程式为,该反应的反应类型是。
(4)对二氯苯也能与有机物(Ⅰ) (过量)发生类似反应①的系列反应,其生成有机物的结构简式为。
现有分子式为C10H10O2Br2的芳香族化合物X,X中苯环上有四个取代基,苯环上的一氯代物只有一种,其核磁共振氢谱图中有四个吸收峰,吸收峰的面积比为1:2:6:1,在一定条件下可发生下述一系列反应,其中C能发生银镜反应,E遇FeCl3溶液显色且能与浓溴水反应。
已知:①在稀碱溶液中,连在苯环上的溴原子不易发生水解
②两个羟基同时连在同一碳原子上的结构是不稳定的,它将自动发生脱水反应:
CH3CH(OH)2→CH3CHO +H2O
回答下列问题:
(1)C的结构简式为 ;F→H的反应类型是 。
(2)E不具有的化学性质 (选填序号)
a、取代反应b、消去反应
c、氧化反应 d、1molE最多能与2mol NaHCO3反应
(3)写出下列反应的化学方程式:
① X与足量稀NaOH溶液共热的化学方程式: ;
② A→B的化学方程式: ;
(4)同时符合下列条件的E的同分异构体共有 种,
a、苯环上的一氯代物有两种 b、不能发生水解反应 c、遇FeCl3溶液不显色
d、1molE最多能分别与1molNaOH和2molNa反应
其中核磁共振氢谱为六组峰,且峰面积比为3:2:2:1:1:1的一种结构简式为 。
硫酸铅广泛应用于制造蓄电池。利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下:
已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb,还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质。25℃时,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(PbSO4)=1.6×10-8。
(1)已知步骤Ⅰ有NO产生,浸出液中含量最多的阳离子是Pb2+。分别写出PbO、Pb参加反应的离子方程式、。
(2)步骤Ⅰ需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余,目的是。
(3)母液可循环利用于步骤Ⅰ,其溶质主要是(填一种物质化学式),若母液中残留的SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是。
(4)产品PbSO4还需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤,目的是除去。
(5)铅蓄电池的电解液是硫酸,充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,充电时阴极的电极反应式为。