某已知A、B均是由两种短周期元素组成的化合物,A中某元素的质量分数为25%,B的焰色反应呈黄色,C、J、X是同周期的元素的简单氢化物,X为无色液体,C、J为气体,D是一种不溶于水的白色固体。反应生成的水均已略去。它们有如下图所示的关系。
(1)写出化学式:A ,E ,L ;
(2)在反应①②③④⑤中属于氧化还原反应的是 ;
(3)反应③化学方程式为: ;
(4)写出下列离子方程式:反应② ;
G溶液与M溶液的反应 。
A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期中五种常见元素,其相关信息如下表:
元素 |
相关信息 |
A |
原子核外L层电子数是K层的2倍 |
B |
其一种单质被称为地球生物的“保护伞” |
C |
元素的第一电离能是第3周期所有元素中最小的 |
D |
基态原子最外层电子排布为(n+1)sn(n+1)p(n+2) |
E |
可形成多种氧化物,其中一种为具有磁性的黑色晶体 |
请回答下列问题:
(1)C在元素周期表中位于第 周期、第 族;D的基态原子核外电子排布式是 。
(2)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序为(用化学符号表示,下同) ,B、D的简单氢化物中稳定性较大的是 。
(3)B的常见单质和C的单质按物质的量比1∶2反应生成的化合物中化学键的类型为 ;该化合物属于 晶体。
(4)E形成的黑色磁性晶体发生铝热反应的化学方程式是 。
(5)已知:2AB(g)+B2(g)=2AB2(g) ΔH="-566.0" kJ·mol-1,D(s)+B2(g)=DB2(g) ΔH="-296.0" kJ·mol-1,处理含AB、DB2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为固态单质D,请写出此反应的热化学方程式: 。
火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸:
请回答下列问题:
(1)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面_ (可多选)
A.橡胶的硫化 |
B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成 |
C.铅蓄电池的生产 |
D.过磷酸钙的制备 |
(2)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装 (填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是 .
(3)如果进入接触室的混合气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃ ,而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是 ; 。
(4)为使硫黄充分燃烧,经流量计l通入燃烧室的氧气过量50%;为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍;则生产过程中流经流量计l和流量计2的空气体积比应为 。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为 (空气中氧气的体积分数按0.2计),
(5)工业对硫酸厂尾气的处理方法一般是 。
钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示:
已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:FeTiO3+4H++4Cl—= Fe2++ TiOCl42—+2H2O
(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是___________。
(2)滤渣A的成分是___________。
(3)滤液B中TiOCl42-和水反应转化生成TiO2的离子方程式是 。
(4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15 溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因 。
(5)反应③的化学方程式是 。
(6)由滤液D制备LiFePO4的过程中,所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是___________。
(7)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池,其工作原理为:Li4Ti5O12 + 3LiFePO4 Li7Ti5O12 + 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是: 。
氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应 |
大气固氮 N2 (g)+O2 (g) ![]() |
工业固氮 N2 (g)+3H2 (g) ![]() |
|||
温度/℃ |
27 |
2000 |
25 |
400 |
450 |
K |
3.84×10-31 |
0.1 |
5×108 |
0.507 |
0.152 |
①分析数据可知:大气固氮反应属于__________(填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因__________。
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因_______________________。
|
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是________(填“A”或“B”);比较р1、р2的大小关系_________。
氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定,其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (填字母序号)。
a.海洋中存在游离态的氮
b.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d.向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量
(3)有氧时,在硝化细菌作用下,NH4+可实现过程④的转化,将过程④的离子方程式补充完整:
________NH4+ + 5O2== 2NO2- + ________H+ +__________+__________
(4)有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响,下表为对10 L人工海水样本的监测数据:
温度/℃ |
样本氨氮含量/mg |
处理24 h |
处理48 h |
氨氮含量/mg |
氨氮含量/mg |
||
20 |
1008 |
838 |
788 |
25 |
1008 |
757 |
468 |
30 |
1008 |
798 |
600 |
40 |
1008 |
977 |
910 |
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ,在最佳反应温度时,48 h内去除氨氮反应的平均速率是 mg·L-1·h-1。
(5)为了避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响,需经处理后排放。右图是间接氧化工业废水中氨氮(NH4+)的示意图。
① 结合电极反应式简述间接氧化法去除氨氮的原理: 。
② 若生成H2和N2的物质的量之比为3:1,则处理后废水的pH将 (填“增大”、“不变”或“减小”),请简述理由: 。