砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)砷的基态原子的电子排布式为 。
(2)目前市售的发光二极管,其材质以砷化镓(GaAs)为主。Ga和As相比,电负性较大的是 ,GaAs中Ga的化合价为 。
(3)AsH3是无色稍有大蒜气味的气体,在AsH3中As原子的杂化轨道类型为 ;
AsH3的沸点高于PH3,其主要原因为 。
(4)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO43-的立体构型为 ,与其互为等电子体的分子的化学式为 (任写一种)。
(5)H3AsO4和H3AsO3是砷的两种含氧酸,请根据结构与性质的关系,解释H3AsO4比H3AsO3酸性强的原因 。
(6)磷与砷同主族,磷的一种单质白磷(P4)属于分子晶体,其晶胞如图。已知最近的两个白磷分子间距离为 a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为______g/cm3(只要求列算式,不必计算)。
某铵态氮肥由W、X、Y、Z 4种短周期元素组成,其中W的原子半径最小。
Ⅰ.若Y、Z同主族,ZY2是形成酸雨的主要物质之一。
(1)将X、Y、Z的元素符号填在如图所示元素周期表(局部)中的相应位置上。
(2)X的最高价氧化物对应水化物的稀溶液与铜反应的化学方程式为。
(3)一定条件下,1 mol XW3气体与O2完全反应生成X元素的单质和液态水,放出382.8 kJ热量。该反应的热化学方程式为__。
Ⅱ.若Z是形成化合物种类最多的元素。
(4)该氮肥的名称是__(填一种)。
(5)HR是含Z元素的一元酸。室温时,用0.250 mol·L-1NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液时,溶液的pH变化情况如图所示。
其中,a点表示两种物质恰好完全反应。
①图中x(填“>”“<”或“=”)7。
②室温时,HR的电离常数Ka=(填数值)。
研究SO2、CO等大气污染物的处理与利用具有重大意义。
Ⅰ.利用钠碱循环法可脱除烟气中SO2,该法用Na2SO3溶液作为吸收剂,吸收过程pH随n(SO)n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-)n(HSO3-) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
(1)由上表判断NaHSO3水溶液显__性,原因是__。
(2)当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是__。
a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH-)
(3)若某溶液中含3 mol Na2SO3,逐滴滴入一定量稀HCl,恰好使溶液中Cl-与HSO3-物质的量之比为21,则滴入盐酸中n(HCl)为__mol。
Ⅱ.CO可用于合成甲醇,反应原理为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(4)在容积为2 L的密闭容器中通入0.2 mol CO,0.4 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则该温度下的平衡常数为__,再加入1.0 mol CO后,重新达到平衡,CO的转化率__(填“填大”“不变”或“减小”);平衡体系中CH3OH的体积分数__(填“增大”“不变”或“减小”)。
(5)已知CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol。
有关键能数据如下:(单位:kJ/mol)
化学键 |
H—H |
H—O |
C—H |
C—O |
C=O |
键能 |
435 |
463 |
413 |
356 |
745 |
写出甲醇气体完全燃烧生成气态水的热化学方程式:__。
许多硫的含氧酸盐在医药、化工等方面有着重要的用途。
(1)重晶石(BaSO4)常做胃肠道造影剂。
已知:常温下,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。向BaSO4悬浊液中加入硫酸,当溶液的pH=2时,溶液中c(Ba2+)=__。
(2)硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]常做分析剂。
①检验晶体中含有NH4+的方法为。
②等物质的量浓度的四种稀溶液:
a.(NH4)2Fe(SO4)2 b.NH4HSO4
c.(NH4) 2SO4d.(NH4)2SO3,
其中c(NH4+)由大到小的顺序为__(填选项字母)。
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)常做强氧化剂,Na2S2O3常做还原剂。
①K2S2O8溶液与酸性MnSO4溶液混合,在催化剂作用下,可以观察到溶液变为紫色,该反应的离子方程式为__。
②用铂做电极,电解H2SO4和K2SO4的混合溶液可以制备K2S2O8,其阳极的电极反应式为__,电解过程中阴极附近溶液的pH将__(填“增大”“减小”或“不变”)。
③产品中K2S2O8的含量可用碘量法测定。操作步骤为称取0.3000 g产品于碘量瓶中,加50 mL水溶解;加入4.000 g KI固体(稍过量),振荡使其充分反应;加入适量醋酸溶液酸化,以__为指示剂,用0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。重复2次,测得平均消耗标准液21.00 mL。该产品中K2S2O8的质量分数为(杂质不参加反应)__(列式并计算)。
化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1)催化反硝化法中,H2能将NO3-还原为N2。25℃时,反应进行10 min,溶液的pH由7变为12。
①N2的结构式为________。
②上述反应离子方程式为____________________,其平均反应速率v(NO3-)为________mol·L-1·min-1。
③还原过程中可生成中间产物NO2-,写出3种促进NO2-水解的方法________。
(2)电化学降解NO3-的原理如图所示。
①电源正极为________(填“A”或“B”),阴极反应式为______________。
②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为________g。
硫酸铜在工农业生产和生活中都有重要的应用。请回答下列问题:
(1)铜与浓硫酸共热是制备硫酸铜的方法之一,写出反应的化学方程式:__________________。但该反应生成的气体污染环境。为避免环境污染,可在铜粉与稀硫酸的混合物中通入热空气,反应的总化学方程式为____________________。
(2)将铜粉置于稀硫酸中不发生反应,加入双氧水,则铜粉可逐渐溶解。写出反应的离子方程式:____________________。
(3)将适量稀硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶可得到硫酸铜晶体。为了节约原料,H2SO4和HNO3的物质的量之比最佳为________________。
(4)用惰性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图甲所示。图乙是电解过程中产生气体的总体积V与转移电子的物质的量n(e-)的关系图。
电解过程中,a电极的现象是______________;b电极的电极反应式为____________________。