(14分)NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是____________________________________________(用必要的化学用语和相关文字说明)。
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH4+)________(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH4+))。
(3)如图是0.1 mol·L-1四种电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是________(填写序号),导致pH随温度变化的原因是____________________________;
②20 ℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中2c(SO42-)-c(NH4+))-3c(Al3+)=________。(计算精确值)(4)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示:
试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大是________点;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________________。
化合物D是硅橡胶的稳定剂,其合成路线如下图
(1)B的分子式为 ; C中官能团名称 。
(2)C→D的反应类型为 。
(3)B→C的化学方程式为 。
(4)化合物D可能具有的性质有 (选填序号)。
a.与FeCl3溶液发生显色反应
b.加成反应
c.消去反应
d.酯化反应
(5)化合物B经3步反应可制备,反应类型依次是 (选填序号)。
a.加成 、 取代、 消去
b.消去、加成、取代
c.取代、消去、加成
(6)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式 。
①核磁共振氢谱只有一个峰
②分子中没有碳碳双键也无环状结构
(16分)科学家发现在特殊条件下,水能表现出许多有趣的结构和性质。
(1)一定条件下给水施加一个弱电场,常温常压下水结成冰,俗称“热冰”,其计算机模拟图如下。
采用“弱电场”的条件使水结成“热冰”,说明水分子是________分子(填“极性”或“非极性”)。请你展开想象,给“热冰”设计一个应用实例____________。
(2)用高能射线照射液态水时,一个水分子能释放出一个电子,同时产生一种阳离子。
①释放出来的电子可以被若干水分子形成的“网”捕获而形成水合电子,你认为水分子间能形成“网”的原因是______________。
②由水分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性,试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式___ ______;该阳离子还能与水分子作用生成羟基,经测定此时的水具有酸性,写出该过程的离子方程式_______。
(3)写出元素组成与水相同的物质W的电子式 ,写出W与FeCl2在酸性溶液中反应的离子方程式 。
(4)水溶液中存在H3O+离子,写出该微粒的结构式 (标出配位键)。
(12 分)X、Y、Z、W、Q五种元素其核电荷数依次增大。X原子只有1个s电子,Y、Z、W属于同周期,Y原子L层中s电子和p电子数目相同,Z原子p轨道为半充满,W原子第一电离能比Z原子的小,Q原子内层均饱和,N层上只有两个电子。
(1)Q2+离子的核外电子排布式为 。
(2)XYZ分子中Y原子轨道的杂化类型为 ,1molXYZ分子中含有σ键的数目为 。
(3)写出YZW-离子的两种等电子体的化学式: 。
(4)QW的熔点比Q的硫化物的熔点高,其原因是 。
(5)Q晶体属于六方堆积,其晶胞结构见图14,则P点原子被 个晶胞所共用。
常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如表所示:
实验 编号 |
HA的物质的量 浓度(mol·L-1) |
NaOH的物质的量 浓度(mol·L-1) |
混合后溶 液的pH |
甲 |
0.1 |
0.1 |
pH=a |
乙 |
0.12 |
0.1 |
pH=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH=10 |
(1)从甲组情况分析,从a值大小如何判断HA是强酸还是弱酸?_________________。
(2)乙组混合溶液中c(A-)和c(Na+)的大小关系是_______。
A.前者大B.后者大C.二者相等D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):
c(Na+)-c(A-)=_______ mol·L-1。
(5)某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:H2B===H++HB-
HB-H++B2-。
在0.1 mol·L-1的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是 。
A.c(B2-)+c(HB-)=0.1 mol·L-1
B.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol·L-1
C.c(OH-)=c (H+)+c(HB-)
D.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
(12分)铁在地壳中的含量约占 5 %左右。铁矿石的种类很多,重要的有磁铁矿石(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿石(主要成分是 Fe2O3)等。
(1)红热的铁能跟水蒸气反应,一种产物与磁铁矿的主要成分相同,另一种产物是可燃性气体,则其反应的化学方程式为 。该可燃气体在酸性条件下,可制成燃料电池,写出该气体发生的电极反应式 。
(2)在常温下,铁跟水不起反应。但在潮湿的空气中,铁很容易生锈(铁锈的主要成分是 Fe2O3)而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。铁生锈的化学原理如下,请你用离子方程式和化学方程式补充完整。
①原电池反应:
负极:2Fe-4e-=2Fe2+、正极: ;
②氢氧化物的形成: Fe2 + + 2OH-= Fe(OH)2↓ 。
③氢氧化物的分解: 2Fe(OH)3 =Fe2O3+3H2O。
(3)为了防止铁生锈,可在铁制品表面镀上一层铜(如图装置),a为 (填“正极”或“负极”),铁制品表面发生的电极反应式 为 。