已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期七种元素且原子序数依次增大,其中A的基态原子中没有成对电子;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同,C原子核外成对电子数比未成对电子数多1个,其氢化物常用作致冷剂,D原子未成对电子与周期数相同,在E元素所在周期中的基态该原子的第一电离能最小;F原子价电子nsn-lnpn+l;G单质是硬度最大的金属。
请回答下列问题:
(1)G元素基态原子价电子排布式为 。
(2)B、C、D三种元素的最简单氢化物的键角由小到大的顺序为____ (填元素符号),常温下硬度最大的B单质、E2F、H2D及H2F的沸点由大到小的顺序为____ (填化学式)
(3)D元素与氟元素相比,电负性:D 氟元素(填“>”、“=”或“<”), 下列表述中能证明这一事实的是 (填选项序号)-
A.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B.氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D的单质
C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
(4)离子化合物CA5的晶体中含有多种化学键:但一定不含有的化学键是 (填选项序号)。
A.极性键 B.非极性键 C.配位键 D.金属键
(5)B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为____ ;1molB2A4分子中含键 mol。
(6)如图是E的氯化物的晶胞示意图,最近两个E离子之间距离为a cm,则该晶体密度为 (已知阿伏加德罗常数为NA).
全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。全钒液流电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子【V2+(紫色)、V3+(绿色)、VO2+(蓝色)、(黄色)】为正极和负极电极反应的活性物质,电池总反应为VO2++V3++H2O
V2++
+2H+。如图1是钒电池基本工作原理示意图:
请回答下列问题:
(1)放电时的正极反应式为_________________________;
(2)充电时的阴极反应式为________________,充电过程中,电解液的pH(选填“升高”“降低”或“不变”)。
(3) 放电过程中氢离子的作用是____________________________;若充电时转移电子的数目为6.02×1023,则左槽溶液中H+的变化量为mol 。
(4) 以全钒液流电池为电源,用惰性电极电解NaHSO3溶液可制得硫酸,装置如图2所示。阴极的电极反应式为。
(5)电解过程中③处的生成物是(填化学式)。
工业上以粗食盐(含有少量Ca2+、Mg2+杂质)、氨、石灰石等为原料,可以制备Na2CO3 。其过程如下图所示。
请回答:(1)在处理粗盐水的过程中,可加入石灰乳和纯碱作为沉淀剂,则所得滤渣的成分除过量的沉淀剂外还有___________________________________。
(2)将CaO投入含有大量的NH4C1的母液中,能生成可循环使用的NH3,该反应的化学方程式是__________________________________。
(3)向饱和食盐水中首先通入的气体是_______________________,过程III中生成NaHCO3晶体的反应的化学方程式是_________________________________________________________。
(4)碳酸钠晶体失水的能量变化示意图如下:
Na2CO3·H2O(s)脱水反应的热化学方程式是。
(5)产品纯碱中常含有NaCl。取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得bg固体。则该产品中Na2CO3的质量分数是。
(6)熔融Na2CO3可作甲烷-空气燃料电池的电解质,该电池负极的反应式是_________________。
电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池,装有电解液a,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①在X极附近观察到的实验现象是。
②电解NaCl溶液的离子方程式是。
③将Y电极反应产物通入Na2S溶液中,发生反应的离子方程式为。
(2)若要在铁制品上镀一定厚度的Ag,Y电极反应式为,工作一段时间后pH将___________(填“增大”或 “减小”或“不变”) 。
(3)若X、Y都是铂电极,电解某金属M的氯化物(MCl2)溶液,当收集到1.12 L氯气时(标准状况),阴极增重3.2g,该金属的摩尔质量是______________。
重铬酸钠(Na2Cr2O7•2H2O)俗称红矾钠,在工业上有广泛的用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO•Cr2O3,还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:
①中涉及的主要反应有:
主反应: 4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
副反应:SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Mg(OH)2 |
Cr(OH)3 |
完全沉淀时溶液pH |
4.7 |
3.7 |
11.2 |
5.6 |
试回答下列问题:
(1)“①”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是。
(2)“③”中调节pH至4.7,目的是。
(3)“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,请写出该平衡转化的离子方程式:。
(4)制取红矾钠后的废水中还含有少量的CrO42-,根据有关标准,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-的废水处理可用还原法:
CrO42-Cr3+
Cr(OH)3。绿矾还原CrO42-的离子方程式为:。用该方法处理10 m3CrO42-的物质的量浓度为1.5×10-3 mol/L的废水,至少需要绿矾(FeSO4•7H2O,相对分子质量为278)的质量是Kg(保留两位小数)。
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示:
(1)溶液A的溶质是(写化学式);电解饱和食盐水的离子方程式是;
(2)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用;
(3)电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42->c(Ca2+)]。
精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是。
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,过程Ⅱ中除去的离子有