A、B、X、Y、Z、W六种短周期主族元素,A是地壳中含量最多的金属元素,短周期主族元素中B的原子半径最大,X、Y、Z、W元素在周期表中的相对位置如图所示,其中Z元素原子最外层电子数是电子层数的2倍。请回答下列问题:
(1)W的最高价氧化物化学式是 ;Z的原子结构示意图为 。
(2)A、B各自最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为 。
(3) AW3可用于净水,其原理是 。(请用离子方程式表示)
(4)工业合成X的简单气态氢化物是放热反应。下列措施中既能提高反应速率,又能提高原料转化率的是___ _。
a.升高温度
b.加入催化剂
c.将X的简单气态氢化物及时移离
d.增大反应体系的压强
(5)标准状况下,2.24L X的简单气态氢化物被100 mL l mol L-1X的最高价氧化物对应的水化物溶液吸收后,所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是(用离子符号表示) 。
(6)WY2在杀菌消毒的同时,可将剧毒氰化物氧化成两种无毒气体而除去,写出用WY2(沸点9.9℃)氧化除去CN-的离子方程式___ _。
化学在能源开发与利用中起着重要的作用,如甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)等都是新型燃料。
⑴乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇。
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H=a kJ·mol-1
在一定压强下,测得上述反应的实验数据如下表。
根据表中数据分析:
①上述反应的0(填“大于”或“小于”)。
②在一定温度下,提高氢碳(即)比,平衡常数K值(填“增大”、“减小”、或“不变”),对生成乙醇(填“有利”或“不利”)。
⑵催化剂存在的条件下,在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H2,同样可制得乙醇(可逆反应)。该反应过程中能量变化如图所示:
①写出CO和H2制备乙醇的热化学反应方程式。
②在一定温度下,向上述密闭容器中加入1 mol CO、3 mol H2及固体催化剂,使之反应。平衡时,反应产生的热量为Q kJ,若温度不变的条件下,向上述密闭容器中加入4 mol CO、12 mol H2及固体催化剂,平衡时,反应产生的热量为w kJ,则w的范围为。
⑶二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效的优良性能。以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池,其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似。该电池中负极上的电极反应式是。
A、B、C、D都是中学化学常见的物质,其中A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下相互转化的关系知下图所示。
请回答下列问题:
⑴若通常情况下A、B、C、D都是气体,且B和D为空气的主要成分,则A的电子式为,B的结构式为。
⑵若D为用量最大、用途最广的金属单质,加热蒸干B的溶液没有得到B的盐,则反应(Ⅱ)的化学方程式为。(写出一种即可)
⑶若D为氯碱工业的重要产品,反应(Ⅲ)的离子方程式为。
⑷若A、B、C的溶液均显碱性,C为焙制糕点的发酵粉的主要成分之一,也可作为医疗上治疗胃酸过多症的药剂。
①25℃时,pH均为10的A、B两溶液中,由水电离出的氢氧根离子浓度之比为。
②25℃时,0.1 mol·L-1的A、B、C三种溶液,分别用水稀释不同的倍数后,溶液的pH相同,则稀释后溶液的物质的量浓度最大的是溶液(填溶质的化学式)。
③将等物质的量的B和C溶于水形成混合溶液,溶液中各种离子浓度由大到小顺序为。
(13分)Ⅰ.一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。
(1)利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) 该反应的ΔH ▲0 (选填“>”或“=”或“<”)。
(2)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g)ΔH2=+ 172.5 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式▲。
(3)下图中左图是一碳酸盐燃料电池,它以CO为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,右图是粗铜精炼的装置图,现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题:
①写出A极发生的电极反应式▲。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与▲极(填:“C”或“D”)相连。
③当消耗2.24 L(标况下)CO时,粗铜电极理论上减少铜的质量 ▲(填:“大于”、“等于” 或“小于”)6.4克。
Ⅱ.(1)已知Na2CrO4溶液酸化时发生的反应为:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,若1L酸化后所得溶液中铬元素的总物质的量为0.55 mol,CrO42-有10/11转化为Cr2O72-。又知:常温时该反应的平衡常数K=1014。上述酸化后所得溶液的pH=▲。
(2)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放。含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法。
①沉淀法:加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+。加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于▲mol·L-1,然后再进行后续处理方能达到国家排放标准。
②还原法:CrO42-Cr3+
Cr(OH)3。用该方法处理10 m3 CrO42-的物质的量浓度为1.0×10—3 mol·L-1的废水,至少需要绿矾(FeSO4·7H2O,相对分子质量为278)▲ Kg(保留两位小数)。
(15分)某强酸性溶液X可能含有Ba2+、A13+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、C1-、NO2-、NO3-中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)上述离子中,溶液X中除H+外还肯定含有的离子是▲,不能确定是否含有的离子(M)是 ▲,若要确定该M(若不止一种,可任选一种)在溶液X中不存在,最可靠的化学方法是▲。
(2)沉淀I的化学式为 ▲,气体F的电子式为▲。
(3)写出生成A的离子方程式:▲。
(4)通常可以利用KClO在一定条件下氧化G来制备一种新型、高效、多功能水处理剂K2FeO4。请写出制备过程中的离子方程式▲。
(5)1.0mol/L的E溶液与2.0mol/LF溶液等体积混合完全反反应后,溶液中各离子的浓度大小关系为▲。
(6)假设测定A、F、I均为0.10mol,50mL X溶液中n(H+)=0.40mol,当沉淀C物质的量大于0.70mol时,溶液X中还一定含▲。
(14分)已知:①NaNO2具有强氧化性
②
奥沙拉秦是一种抗菌药。其合成路线如下:
(1)写出下列反应的化学方程式:
水杨酸→A▲;A→B▲。
(2)写出D的结构简式▲。
(3)写出下列反应的反应类型:D→E▲,F→奥沙拉秦▲。
(4)整个合成路线看,设计B→C步骤的作用是▲。
(5)F的结构简式为▲。
(6)有机物G(结构简式见上图)也可用于合成奥沙拉秦。它的一种同分异构体X是-氨基酸,能与FeCl3发生显色反应,其分子中共有6种化学环境不同的H原子。X的结构简式为▲。