(10分)A、B、C、D、E、F、G七种元素的原子序数依次递增。已知:
①G的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;
②A是宇宙中含量最多的元素,B原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,C原子核外有三个未成对电子;
③D和E原子价电子排布式均为ns2np4;④F的单质是黄绿色气体。
请回答下列问题:
(1)G2+的核外电子排布式是 。在[G(NH3)4]2+离子中,G2+与NH3分子形成的是 键。
(2)与B、C形成的阴离子(BC—)互为等电子体的微粒有 、 (分子和离子各写一种)。
(3)B与C形成的化合物中,下列判断正确的是 。
a.氢化物稳定性:B>C b.氢化物沸点:B<C
c.最高价氧化物的水化物酸性:B<C d.非金属性:B>C
(4)B、C、D第一电离能由小到大的顺序为 (用元素符号作答),B的一种氢化物相对分子质量为26,分子中的σ键与π键数目比为 。
(5)七种元素中,电负性最大的元素与B元素形成化合物电子式为 ,该物质的晶体属于 。
工业上研究燃料脱硫的过程中,涉及如下反应:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g),K1,△H1=" 218.4" kJ·mol-l(反应I)
CaSO4(s)+2CO(g)
CaS(s)+2CO2(g),K2,△H2=" -87.8" kJ·mol-l(反应II)
(1)反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g)的△H=;平衡常数K=____(用K1,K2表示)。
(2)某温度下在一密闭容器中若只发生反应I,测得数据如下:
前100 s 内v(SO2)=mo1·L-1·s-l,平衡时CO的转化率为。
(3)若只研究反应II,在不同条件下其反应能量变化如下图所示:图中曲线a到曲线b的措施是________,恒温恒容时,下列说法能说明反应Ⅱ到达平衡状态的是____。
A.体系中气体的平均摩尔质量不再改变 |
B.v(CO)=v(CO2) |
C.CO的转化率达到了最大限度 |
D.体系内气体压强不再发生变化 |
(4)某科研小组研究在其它条件不变的情况下,改变起始一氧化碳物质的量[用n(CO)表示]对CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g)反应的影响,实验结果如右图所示(图中T表示温度):
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物SO2的转化率最高的是
____。
②图像中T2T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”):判断的
理由是____。
高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂,具有极强的氧化性。
(1)已知:4FeO42-+10H2O 4Fe(OH) 3+8OH-+3O2↑。K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有。
同浓度的高铁酸钾在pH为4.74、7.00、11.50的水溶液中最稳定的是pH=的溶液。
(2)高铁酸钾有以下几种常见制备方法:
干法 |
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
湿法 |
强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
电解法 |
制备中间产物Na2FeO4,再与KOH溶液反应 |
①干法制备K2FeO4的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____。
②湿法制备中,若Fe(NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式:____ ________________。
③制备中间产物Na2FeO4,可采用的装置如图所示,则阳极的电极反应
式为。
(3)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电,其总反应为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放电时负极材料为____,正极反应为:____。
(4) 25℃时,CaFeO4的Ksp=4.54×l0-9,若要使1000 L含有2.0×l0-4 mol·L-l K2FeO4的废水中的c(FeO42-)有沉淀产生,理论上至少加入Ca(OH)2的物质的量为____mol。
实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的相关数据如下表:
化合物 |
相对分子质量 |
密度/g·cm-3 |
沸点,/℃ |
溶解度/l00g水 |
正丁醇 |
74 |
0.80 |
118.0 |
9 |
冰醋酸 |
60 |
1.045 |
118.1 |
互溶 |
乙酸正丁酯 |
116 |
0.882 |
126.1 |
0.7 |
操作如下:
①在50mL三颈烧瓶中,加入18.5 mL正丁醇和13.4 mL冰醋酸, 3~4滴浓硫酸,投入沸石。安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管。
②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,水洗, 10% Na2CO3洗涤,再水洗,最后转移至锥形瓶,干燥。
③将干燥后的乙酸正丁酯滤入烧瓶中,常压蒸馏,收集馏分,得15.1 g乙酸正丁酯。
请回答有关问题:
(1)冷水应该从冷凝管(填a或b)端管口通入。
(2)仪器A中发生反应的化学方程式为____。
(3)步骤①“不断分离除去反应生成的水”该操作的目的是:。
(4)步骤②中用10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的是。
(5)进行分液操作时,使用的漏斗是____(填选项)。
(6)步骤③在进行蒸馏操作时,若从118℃开始收集馏分,产率偏___(填“高”或者“低”)原因是____
(7)该实验过程中,生成乙酸正丁酯的产率是。
氯化铁是常见的水处理剂,利用废铁屑可制备无水氯化铁,实验室制备氯化铁的装置如下图:(已知:废铁屑中的杂质不与盐酸反应)
(1)实验制备操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹(填“K1”或“K2”),关闭弹簧夹(填“K1”或“K2”),并打开活塞a,缓慢滴加盐酸。
Ⅱ.当时,关闭弹簧夹K1,打开弹簧夹K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。
Ⅲ.将烧杯中溶液经过操作后得到FeCl3·6H2O晶体。
Ⅳ.最后将FeCl3·6H2O晶体制成无水氯化铁。
(2)当盐酸与A中废铁屑接触后发生的化学反应方程式是:。
(3)写出H2O2溶液中发生的反应的离子反应方程式:。
(4)铁制品易生锈,采用电化学防腐的方式可以防止铁制品生锈,请利用石墨为辅助电极材料,完成铁制品防腐示意图,并做相应标注。
醋酸是一种常见的弱酸。
(1)假如某醋酸溶液中c(CH3COOH)=0.10mol/L,c(H+)=1.3×10-3mol/L,则此时c(CH3COO-)约为
mol/L;计算此时醋酸的电离平衡常数,写出计算过程。[注: c平衡(CH3COOH)≈0.10mol/L,水的电离可忽略不计]
(2)为了探究镁条与盐酸、醋酸反应时,浓度或温度对反应速率(观察镁条消失的时间)的影响,准备了以下化学用品:0.20 mol·L-1与0.40 mol·L-1的HCl溶液、0.20 mol·L-1与0.40 mol·L-1的CH3COOH溶液、4条镁条(形状、大小、质量相同)、几支试管和胶头滴管,酸液温度控制为298 K和308 K。
①酸液都取足量、相同体积,请你帮助完成以下实验设计表:
实验 编号 |
温度 (K) |
盐酸浓度 (mol·L-1) |
醋酸浓度 (mol·L-1) |
实验目的 |
a |
298 |
0.20 |
I.实验a和b是探究对镁与盐酸反应速率的影响; II.实验a和c是探究对镁与盐酸反应速率的影响; III.实验a和d是探究相同温度下,相同浓度的盐酸、醋酸与镁反应速率的区别 |
|
b |
308 |
0.20 |
||
c |
298 |
0.40 |
||
d |
②若①中实验a镁条消失的时间是20 s,则镁条剩余质量与时间关系图如下图。假设:该反应温度每升高10 ℃,反应速率是原来的2倍;温度相同时,醋酸是相同浓度盐酸平均速度的1/2,请在此图中大致画出“实验b”、“实验d”的镁条剩余质量与时间关系曲线,请注意必要的标注。
(3)镁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用,依据镁的性质、用途等回答下列问题:
已知:①Mg(s)+2H2O(g)===Mg(OH)2(s)+H2(g) ΔH1=-441 kJ·mol-1
②H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH2=+242 kJ·mol-1
③Mg(s)+O2(g)===MgO(s) ΔH3=-602 kJ·mol-1。
则氢氧化镁分解的热化学方程式是。