已知化合物甲和乙都不溶于水,甲可溶于质量分数大于或等于98%的硫酸,而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品,通过实验进行分离,可得到固体甲。(实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器)
请填写表中空格,完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。
【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
X、Y、Z、M为前四周期中除氢以外原子序数依次增大的四种元素,X基态原子未成对电子数在所处周期中最多;Y元素原子核外共有3个能级,且最高能级电子数是前两个能级电子数之和;Z的单质常温下为淡黄色固体,ZY3分子呈平面正三角形;M原子外围电子排布式为3dn4sn。
请回答下列问题:
(1)X、Y、Z三种元素原子第一电离能由大到小的顺序是。(用元素符号表示)
(2)某X氢化物分子结构式为:H-X=X-H,该分子中X原子的杂化方式是;Y元素简单氢化物的沸点高于Z的氢化物,主要原因是。
(3)根据等电子原理,写出X2Y分子的电子式:。
(4)M晶体的原子堆积方式为六方堆积(如图所示),则晶体中M原子配位数是。某M配合物化学式是[M(H2O)5Cl]Cl2·H2O,1 mol该配合物中含配位键的数目是。
选考[化学—选修3:物质结构与性质]血红蛋白是高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质(缩写为HB或HGB)。与正常血红蛋白相比,硫血红蛋白不能与氧呈可逆的结合,因此失去携带氧的能力。下图所示为硫血红蛋白的结构。请回答下列问题:
(1)硫血红蛋白中所含非金属元素中电负性最大元素是_____,第一电离能最大的元素的原子是__。
(2)根据等电子体原理推断氧元素的一种同素异形体O3是______分子(填“极性”或“非极性”)。浓硫酸粘度较大的原因是___________。
(3)硫血红蛋白中C原子的杂化方式为__________。在图中用“→”标出N和Fe2+形成的配位键。
(4)铁的金属密堆积方式为体心立方结构,结构如图所示。
则晶胞中铁原子的配位数为__________。如果铁原子的半径为r pm,列式并计算出该堆积方式的空间利用率_______________。
选考[化学—选修2:化学与技术]工业合成氨技术是对人类的巨大贡献之一。下面是合成氨的简要流程示意图:
(1)设备I的名称是,沿X路线循环的物质是(填字母)。
A.N2和H2 | B.催化剂 | C.NH3 | D.N2、H2和NH3 |
(2)合成氨中H2可以由焦炭和水蒸汽反应获得。请写出该反应的化学方程式:_______。
(3)原料气中往往含有H2S、CO、CO2等杂质,必须除去这些杂质的目的是,常用K2CO3溶液除去CO2,其反应的离子方程式为 。
(4)近年有人将电磁场直接加在氮气和氢气反应的容器内,在较低的温度和压强条件下合成氨,获得了较高的产率。电磁场对合成氨反应本质的影响是_______,该方法的优点是_________________。
(5)合成氨工业往往含有大量含氨废水,为了防止对环境造成污染,可以利用电解法将NH3·H2O转化为对环境无污染的加以处理。电解时以石墨做电极,以硝酸作为电解质,则理论上处理1mol NH3·H2O,电路中转移电子mol,阳极的电极反应式为。
甲醇是一种重要的可再生能源。
(1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH=a KJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=b KJ/mol
试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式:。
(2)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡,用H2表示平均反应速率υ(H2)=。
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示。
①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是_______。(填字母)
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA________PB(填“>、<、=”)。
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 molCO和20 molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=L。
(4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。
①若KOH溶液足量,则写出电池总反应的离子方程式:___________________。
②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8 mol,当有0.5 mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是。
【化学——选修3:物质结构与性质】A、B、C、D、E是元素周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。A原子最外层电子数为内层电子数的3倍;B的焰色反应呈黄色;C的氢化物是一种强酸,其浓溶液可与A、E的化合物反应生成C的单质;D是一种金属元素,其基态原子中有6个未成对电子。请回答下列问题:
(1)元素E的名称为_____,D的基态原子价层电子排布式为______ 。
(2)C的氢化物的沸点比其上一周期同族元素的氢化物低,是因为___。
(3)A、C电负性大小顺序是__________(用元素符号表示),C的最高价含氧酸根的空间构型为__________,其中心原子的杂化类型为_____。
(4)A、B形成的化合物的晶胞如图所示,该晶胞的化学式为______,中A离子的配位数为__________,该晶体类型为___________。
(5)该晶胞的边长为a×10-10 cm,则距离最近的A、B离子间的距离为__________cm。