氧化还原反应规律是化学学科的重要规律之一。按要求回答下列问题:
(1) 被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑,此反应中B元素的化合价没有发生变化,则NaBH4中H的化合价为___________,该反应氧化产物是______________,还原产物是______________。
(2) 有下列三个反应:
①Cl2+FeI2=FeCl2+I2 ;②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;③Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O
①根据以上方程式可以得到Fe2+、Co2+、Br-、I-还原性由强的弱的顺序为_________;
②1molCo2O3能氧化HCl的物质的量_____________。
(3) 完成并配平下列化学反应方程式:
□KMnO4+□H2C2O4+□________□CO2+□K2SO4+□MnSO4+□H2O
(4)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”,一个是“氧化反应式”,一个是“还原反应式”。如2H+ +Zn=Zn2++H2↑,可拆写为氧化反应式:Zn-2e-=Zn 2+,还原反应式:2H++ 2e-=H2↑。并由此实现了化学能与电能的相互转化。据此,回答下列问题:
①将2Fe3++Cu= 2Fe2+ +Cu2+拆写为两个“半反应式”:其中,氧化反应式为 。
②由①中的反应,可设计成如右图所示的原电池:
若电极a为Cu ,电解质溶液甲的化学式为 ;
电极b处的电极反应式为 。
某种芳香族化合物A,其蒸气密度是相同条件下H2密度的82倍。A由碳、氢、氧三种元素组成,经测定碳、氢的质量分数分别为73.2%和7.32%。
(1)A的分子式是。
(2)已知:
ⅰ. (R1、R2、R3代表烃基)
ⅱ.
又知,A在一定条件下能发生如下转化,某些生成物(如H2O等)已略去。
请回答:
①步骤Ⅰ的目的是;
②若G的相对分子质量是44,则E的结构简式是;E的核磁共振氢谱中有个吸收峰(填数字);③ F→H的反应类型是;
④ F在一定条件下可发生酯化反应,生成M(M与FeCl3反应,溶液呈紫色;且分子结构中含有苯环和一个七元环)请写出该反应的化学方程式;
⑤ A的结构简式是;上述转化中B→D的化学方程式是。
(3)已知A的某种同分异构体N具有如下性质:
① N与FeCl3反应,溶液呈紫色;
② N在一定条件下可发生银镜反应,N与H2在苯环侧链上按照物质的量之比1:1作用后的生成物不能发生消去反应;
③在通常情况下,1molN能与含1molBr2的浓溴水发生取代反应;
④ N分子中苯环上的取代基上无支链。
请写出:N可能的结构简式(写一种即可)。
氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1)已知:H—H键能为436 kJ/mol,键能为945 kJ/mol,N—H键能为391 kJ/mol。写出工业合成氨反应的化学方程式;由键能计算说明此反应是反应(填“吸热”或“放热”),合成氨反应(消耗1molN2 时)的△H =。
(2)恒温下,向一个2L的密闭容器中充入1 mol N2和2.6 mol H2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
时间/min |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
c(NH3)/(mol/L) |
0.08 |
0.14 |
0.18 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
5min内,用N2浓度的变化表示的反应速率为,此条件下该反应的化学平衡常数K=;反应达到平衡后,保持温度、容积不变,若向平衡体系中加入0.4 mol N2、 1 mol H2和0.2 mol NH3 ,化学平衡将
向方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
(3)氨是氮肥工业的重要原料。某化肥厂生产铵态氮肥(NH4)2SO4的工艺流程如下:
①向沉淀池中加入CaSO4悬浊液后,需先通入足量NH3,再通入CO2的原因是。操作Ⅰ的名称是。
②煅烧炉中产生的固态副产品为,生产流程中能被循环利用的物质X为。
高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体。请回答下列问题:
(1)通常高锰酸钾保存在棕色试剂瓶中,下列试剂不需要用棕色试剂瓶保存的是(填字母代号)。
a. 浓硝酸 b. 氯水 c. 烧碱
(2)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒机理与下列物质不同的是(填字母代号)。
a. 84消毒液(主要成分是NaClO) b. 75%酒精
c. 臭氧 d. 双氧水
(3)写出MnO2催化H2O2溶液制氧气的化学方程式。
(4)在用软锰矿制备高锰酸钾的生产中需要纯净的CO2气体。
①若实验室要制备纯净的CO2,从下列给出的试剂中最好选择(填字母代号)。
a. 石灰石 b. 浓盐酸 c. 稀硫酸 d. 纯碱
②与上述所选试剂对应的气体发生装置是(填字母代号)。
(5)①通常状况下,酸性高锰酸钾溶液不能与下列物质中的反应(填字母代号)。
a. 乙醇 b. Na2SO3溶液 c. 环己烯 d. 苯 e. FeSO4溶液
②将用稀硫酸酸化的高锰酸钾溶液滴入盛有足量草酸溶液的试管中,振荡后,观察到的现象是。已知1mol草酸参加反应时转移的电子数是2×6.02×1023,锰元素在生成物中的化合价为+2。请写出此反应的化学方程式。
A—F六种元素中,除C外其他均为短周期元素,它们的原子结构或性质如下表所示:
元素 |
结构或性质 |
A |
原子最外层电子数是内层电子总数的1/5 |
B |
形成化合物种类最多的元素,其单质为固体 |
C |
生活中常见的金属,它有两种常见的氯化物,且相对分子质量相差35.5 |
D |
地壳中含量最多的元素 |
E |
与D同主族 |
F |
与E同周期,且最外层电子数等于电子层数 |
请回答下列问题:
(1)A在元素周期表中的位置是 ;A与E形成的化合物的电子式是 。
(2)C的某种氯化物的浓溶液可以腐蚀印刷电路板上的金属铜,此反应的离子方程式是 。
(3)B的单质与D的氢化物在一定条件下反应生成BD和另一产物的化学方程式是 。
(4)F的盐酸盐水溶液呈酸性,原因是 (用离子方程式表示);F的单质与C、D形成的相对分子质量为160的化合物在一定条件下反应的化学方程式是 。
(5)A与F形成的合金是重要的工业材料。某同学仅使用天平和上图所示的装置,粗略测定某些数据即可求出该合金中A元素的含量。(装置中因空气质量引起的误差忽略不计)
①实验需要测定三个物理量:合金的质量m以及a和b。
a是 ;b是 。
②合金中A元素的质量分数是 (用含m、a、b的式子表示)。
(1)在298K时,1molC2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水,放出热量1558.3 kJ。写出该反应的热化学方程式 。
(2)利用该反应设计一个燃料电池:用氢氧化钾溶液作电解质溶液,多孔石墨做电极,在电极上分别通入乙烷和氧气。通入乙烷气体的电极应为 极(填写“正”或“负”),该电极上发生的电极反应是 (填字母代号)。
a. 2C2H6 —14 e- +7O2 ="==" 4CO2 + 6 H2O
b. C2H6 —14 e- + 18 OH- ="==" 2 CO32- + 12 H2O
c. O2 + 2H2O + 4 e- ="==" 4OH-
d. O2— 4 e- + 4H+ ="==" 2H2O
(3)在下图所示实验装置中,石墨棒上的电极反应式为 ;如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是 ;若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入 (填物质名称),其质量约为 。