A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期常见元素,其原子序数依次增大。已知:
A |
单质在自然界中硬度最大 |
B |
原子中s能级与p能级电子数相等且有单电子 |
C |
C在B的下一周期,C的电离能数据(kJ ·mol-1)为:I1=738 I2=1451 I3=7732 I4=10540 |
D |
单质密度小,较好的延展性,广泛用于食品包装,D的氧化物是两性氧化物 |
E |
单质是一种常见金属,与B元素能形成黑色和砖红色两种氧化物 |
(1)常温下,某气态单质甲分子与AB分子互为等电子体,则一个甲分子中包含 个π键。
(2)关于B的氢化物,中心原子的杂化类型是 ,分子的空间构型 ,其
熔沸点比与它同主族的下一周期元素的氢化物的熔沸点高,原因是 。
(3)D元素原子核外有 种运动状态不同的电子。当C单质、D单质和NaOH溶液形成原电池时,该原电池的负极的电极反应式为: 。
(4)E元素基态原子的价电子排布式 。E晶体中微粒的堆积方式是
。
银铜合金广泛用于航空工业,从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃。)
(1)电解精炼银时,阴极反应式为________;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为________________。
(2)固体混合物B的组成为__________;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为____________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
CuO+____Al2O3____CuAlO2+________↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________ mol CuAlO2,至少需要1.0 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液________ L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。
用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O,工艺流程如下:
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤:
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是___________________________________
_________________________。
(2)将MnO4—氧化Fe2+的离子方程式补充完整:42—
(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
|
开始沉淀时 |
3.4 |
6.3 |
1.5 |
完全沉淀时 |
4.7 |
8.3 |
2.8 |
注:金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1。
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的____________________________________。
(4)已知:一定条件下,MnO4—可与Mn2+反应生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是
_________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是______________________________________。
A、B、C、D、E、F为中学化学中的常见物质,且物质A由1~2种短周期元素组成,在一定条件下有如下转化关系,请完成下列问题:
(1)若常温下A为有色气体。
①当F是一种金属单质时,请写出一定浓度的B溶液和适量F反应生成C与气体E的离子方程式:______________________________________________。
②当C为直线形分子时,E具有漂白性,物质F焰色反应呈黄色,则C的电子式为________;D中所含化学键的类型为________。
(2)若A为淡黄色固体,D为白色难溶于水的物质,且A和D的式量相等,请用离子方程式表示F的水溶液呈酸性的原因:_______________________。
(3)若A中一种元素原子的最外层电子数为内层电子总数的,将B和D分别溶于水,所得溶液按恰当比例混合,可得一种不含金属元素的盐溶液,请写出A与H2O反应的化学方程式:_____________________________________;
B转化为C的化学方程式为_______________________________________。
二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
(1)工业上制备ClO2的反应原理为2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是________。
A.只有还原性 | B.还原性和酸性 |
C.只有氧化性 | D.氧化性和酸性 |
②若上述反应中产生0.1 mol ClO2,则转移电子的物质的量为________mol。
(2)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①上图是用石墨作电极,一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2的示意图。则阳极产生ClO2的电极反应式为_____________________________________。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________mol,用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因:______________________________________。
(3)ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN-a mg/L,现用ClO2将CN-氧化,产物中有两种气体生成,其离子反应方程式为________________;处理100 m3这种污水,至少需要ClO2________mol。
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:__________________________。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式:_______________________________。
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是____。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:______________________________
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是___________________________________________,
元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式:______________________________________。