A、B、C、D、E五种短周期元素,已知:
①原子半径递增顺序为:A、D、C、B、E
②短周期(除稀有气体元素外)所有元素中A的原子半径与E的原子半径之比为最小
③B、C、D三种元素电子层相同,三者原子序数之和为21,且D原子次外层电子数为最外层电子数的,
请回答下列问题:
(1)写出E单质在D单质中燃烧产物的电子式: 。(2)C2A4·H2O与NH3·H2O相似,水溶液也呈弱碱性,用电离方程式表示其水溶液呈弱碱性的原因: 。(3)B、D、E三种元素可组成常见化合物X,A、B、D、E可组成常见化合物Y,X、Y均是生活中常见的化学试剂,它们在一定条件下可互相转化。当a mol Y转化成amol X时:(溶液中进行)
①若加入a mol纯净物Z就可实现转化,则加入Z为 (填一种Z物质化学式)。②若加入0.5a mol纯净物Z就可实现转化,则加入Z为 (填一种Z物质化学式)。(4)C2A4可用作高能燃料电池的燃料,生成物之一为C的单质,惰性材料作电极,KOH作电解质溶液构成原电池,写出负极的电极反应: ;用该电池电解过量CuSO4溶液,共收集到3.36 L(标准状况)的气体,电池消耗6.4 g C2A4,则该燃料的利用率为 。
(每空2分,共10分)现有A、B、C、D、E五种强电解质,它们在水中可电离产生下列离子(各种离子不重复)
阳离子 |
H+ Na+ Al3+ Ag+ Ba2+ |
阴离子 |
OH- Cl- CO32- NO3- SO42- |
已知:
阳离子 |
H+、Na+、Al3+、Ag+、 Ba2+ |
阴离子 |
OH-、 Cl-、CO32-、NO3-、SO42- |
① A、B两溶液呈碱性;C、D、E溶液呈酸性。
② A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生;A溶液与C溶液反应只有气体产生(沉淀包括微溶物,下同)。
③ D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀;C只能与D反应产生沉淀。
试回答下列问题:
(1)分别写出A、E的化学式:A 、E
(2)写出A与E反应的离子方程式: ;
(3)已知:NaOH(aq)+HNO3(aq)=NaNO3(aq)+H2O(1);△H =-Q kJ·mol-1。写出B与C稀溶液反应的热化学方程式 。
(4)在100 mL 0.1 mol·L-1 E溶液中,逐滴加入40 mL 1.6 mol·L-1 NaOH溶液,最终得到沉淀物质的量为_____ mol。
(每空1分,共11分)从下列各组反应对比,判断那种微粒的氧化性最强。
(1)铁钉浸入硫酸铜溶液中后,表面会附有红色物质,铜丝浸入硝酸银溶液后,表面会附有银白色物质。则铜、铁、银中,_____ ___原子的还原性最强;Cu2+、Ag+、Fe2+中, 离子的氧化性最强。
(2)在氯气中Fe锈蚀成棕褐色物质FeCl3,而在盐酸中生成淡绿色溶液FeCl2。则氯气分子、氢离子、氯离子中, 具有氧化性, 氧化性最强。请书写出以上各反应的化学方程式________ 、 。
(3)已知在ⅣA族元素中,Pb2+和Sn4+的化合物较为稳定。
①据此可判断PbO2具有较强的________性,SnCl2具有较强的 性;写出PbO2溶于盐酸的离子方程式__________;写出SnCl2和FeCl3溶液混合的离子方程式__________ ;
②PbO2、Fe3+、Cl2、Sn4+氧化性由强到弱的顺序是__________ 。
选修:有机化学基础】(丰富多彩的现代生活离不开香料,香豆素是一种重要的有机香料。实验室合成香豆素的路径如下:
(1)香豆素的分子式为 ,(Ⅳ)中含氧官能团的名称 。
(2)(Ⅰ)与H2反应生成邻羟基苯甲醇,邻羟基苯甲醇的结构简式为 。
(3)反应①、②的反应类型依次是 。
(4)反应④的化学方程式是 。
(5)Ⅴ是(Ⅳ)的同分异构体,Ⅴ的分子中含有苯环且无碳碳双键,苯环上含有两个邻位取代基,且能够发生酯化反应和银镜反应。则Ⅴ的结构简式为 (任写一种)。
(6)一定条件下,与CH3CHO两者之间能发生类似①、②的两步反应,则生成有机物的结构简式为 。
铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。研究铁及其化合物的应用意义重大。
I.水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关。
(1)自来水厂常用高铁酸钠(Na2FeO4)改善水质。简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理_______________。
(2)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
回答下列问题:
①写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式___________。
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液pH,应控制pH的范围为____________。
③在实际生产中,反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若通入5.6L O2(标准状况),则相当于节约NaNO2的质量为____________g。
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子。该水解反应的离子方程式为___________。
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料。已知磷酸亚铁锂电池总反应为:
FePO4+LiLiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+。试写出该电池充电时的阳极反应式____________。常温下以该电池为电源电解200mL饱和食盐水,当消耗1.4g Li时,溶液的pH为____________。(忽略溶液的体积变化)。
煤是一种重要的化工原料,人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、甲醚等广泛用于工农业生产中。
(1)已知:
①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ·mol﹣1
②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H=+41.3kJ·mol﹣1
则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。
该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下有利于正向自发进行.
(2)有人利用炭还原法处理氮氧化物,发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g).向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,在T1℃时,不同时间测得各物质的浓度如下表所示:
![]() |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
NO |
1.00 |
0.68 |
0.50 |
0.50 |
0.60 |
0.60 |
N2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
CO2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
①10~20min内,N2的平均反应速率v(N2)= .
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是__________(填字母序号).
A.通入一定量的NO B.加入一定量的活性炭
C.加入合适的催化剂 D.适当缩小容器的体积
(3)研究表明:反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常数K |
9.94 |
9 |
1 |
若反应在500℃时进行,设起始时CO和H2O的浓度均为0.020mol·L﹣1,在该条件下达到平衡时,CO的转化率为 .
(4)用CO做燃料电池电解CuSO4溶液、FeCl3和FeCl2混合液的示意图如图1所示,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极.工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同.
①乙中A极产生的气体在标准状况下的体积为 .
②丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2所示,则图中③线表示的是 (填离子符号)的变化;反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要 mL 5.0mol·L﹣1 NaOH溶液.