A、B、C、D是元素周期表中前36号元素,它们的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级,B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构,C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均充满。请回答下列问题:
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是________(用对应的元素符号表示);D原子的基态电子排布式为___________________________________。
(2)A的最高价氧化物对应的水化物分子中,其中心原子采取________杂化;BC的空间构型为________(用文字描述)。(3)1 mol AB-中含有的π键个数为________。
(4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和D的原子个数比是________。
(5)镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn,它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23 cm3,储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙,体积不变),则LaNin中n=________(填数值);氢在合金中的密度为________。
为测试一铁片中铁元素的含量,某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次平行实验测定结果的平均值):方案一:将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,测得生成氢气的体积为580 mL(标准状况);
方案二:将
g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,将反应后得到的溶液用0.02000 mol·L-1
的KMnO4溶液滴定,达到终点时消耗了25.00 mL KMnO4溶液。
请回答下列问题:
(1)配平下面的化学方程式(将有关的化学计量数填入答题卡的横线上):
□KMnO4+□FeSO4+□H2SO4=□Fe2(SO4)3+□MnSO4+□K2SO4+□H2O
(2)在滴定实验中不能选择 式滴定管,理由是 ;
(3)根据方案一和方案二测定的结果计算,铁片中铁的质量分数依次为 和
;(铁的相对原子质量以55.9计)
(4)若排除实验仪器和操作的影响因素,试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。
①方案一 (填“准确”“不准确”“不一定准确”),理由是 ;
②方案二 (填“准确”“不准确”“不一定准确”),理由是 。
黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为
8CuFeS2+21O2 8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是 (填代号)。
a.高空排放 b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d.用浓硫酸吸收
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将I-氧化为I2:
S2O
+2I- 2SO
+I2
通过改变反应途径,Fe3+、Fe2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程: 、 (不必配平)。
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
据以上信息回答下列问题:
a.除去Al3+的离子方程式是 。
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:稀盐酸稀硫酸 KSCN溶液酸性KMnO4溶液 NaOH溶液
碘水
所选试剂为 。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为 。
铜在自然界存在于多种矿石中,如:
矿石名称 |
黄铜矿 |
斑铜矿 |
辉铜矿 |
孔雀石 |
主要成分 |
CuFeS2 |
Cu5FeS4 |
Cu2S |
CuCO3·Cu(OH)2 |
请回答下列问题:(1)上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是
。
(2)工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是 。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 ;处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称 。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理: 。
(5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 (填字母)。
选项 |
陈述Ⅰ |
陈述Ⅱ |
判断 |
A |
铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 |
可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 |
Ⅰ对;Ⅱ对;有 |
B |
铜表面易形成致密的氧化膜 |
铜容器可以盛放浓硫酸 |
Ⅰ对;Ⅱ对;有 |
C |
铁比铜活泼 |
铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈 |
Ⅰ对;Ⅱ对;有 |
D |
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 |
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 |
Ⅰ错;Ⅱ对;无 |
铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应 负投反应 。
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤 。
氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物沉淀完全时的pH |
|
Fe3+![]() ![]() |
1.9![]() ![]() |
3.2![]() ![]() |
提供的药品:Cl2浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu |
(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式
劣质不锈钢腐蚀的实验现象
铜是重要的工业原材料,现有Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,某研究性学习小组为了探究其组成情况,向混合物中加入10mL 6mol·L-1HNO3溶液刚好使其溶解,同时收集到224mLNO气体(标准状况)。请回答下列问题:(1)写出Cu2O跟稀硝酸反应的化学反应方程式____________ 。(不必配平)
(2)产物中硝酸铜的物质的量______________mol;
(3)如混合物中含0.01molCu,则其中Cu2O、CuO的物质的量分别是________mol、__________mol
(4)如混合物中Cu的物质的量为x,求x的取值范围________________。