(18分)(1)原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识,请你回答下列
问题:
①具有(n-1)d10ns2电子构型的元素位于周期表中________区和________族。
②日常生活中广泛应用的不锈钢,在其生产过程中添加了铬元素,该元素基态原子未成对电
子数为__________________。
(2)等电子原理——原子总数相同、价电子总数相同的粒子具有相似的化学键特征,它们的
许多性质是相近的。写出两种由多个原子组成的含有与N电子数相同的粒子的化学式
__________、____________。
(3)氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。氯化亚砜分子的
几何构型是______________;中心原子采取________杂化方式。
(4)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉,常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂,严重危
害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4种类型,苏丹红Ⅰ号的分子结构如图1所示。
苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羟基取代在对位形成图2所示的结构,
则其在水中的溶解度会______(填“增大”或“减小”),原因是____________________。
广东省有着丰富的海洋资源。海水提取食盐和Br2以后的盐卤可以用来制备纯净的MgCl2或MgO。盐卤中含有Mg2+、Cl-,还含有少量Na+、Fe2+、Fe3+和CO(NH2)2等。制备流程如图所示:
(1)滤渣的成分是______(填化学式);滤液Ⅱ中所含的主要杂质离子(写离子符号)。
(2)用NaClO除去尿素CO(NH2)2时,生成物除盐外,都是能参与大气循环的物质,则该反应的化学方程式为________;加入NaClO还能起到的作用是______。
(3)直接将MgCl2·6H2O加强热能得到MgO,反应的化学方程式是_____。用MgCl2·6H2O制备无水MgCl2过程中,所需要的化学试剂是________。
(4)海水制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2是利用SO2气体,SO2吸收Br2的离子方程式是_________________________________。SO2气体可来源于硫酸工业的尾气,同时,SO2尾气也可用氨水吸收,作为制备化肥的原料,SO2气体用氨水吸收得到的产物可能是________。
能量之间可相互转化:
(1)电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图(见上图),并作相应标注,要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________,其原因是______________________________。
(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(1)的材料中应选__________作阳极。
氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 LH2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状态下的密度为1.25 g/L。请回答下列问题:
(1)甲的化学式是_________;乙的电子式是__________。
(2)甲与水反应的化学方程式是__________________________________。
(3)气体丙与金属镁反应的产物是_______(用化学式表示)。
(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式_________。有人提出产物Cu中可能还含有Cu2O,请设计实验方案验证之______________。(已知Cu2O+2H+==Cu+Cu2++H2O)
(5)甲与乙之间_______(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2,判断理由是________。
新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氧化钠辖液电解实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、。
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生.其中b电极上得到的是,电解氯化钠溶液的总反应方程式为;
(3)若每个电池甲烷通如量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为(法拉第常数F=9.65×l04C · mol-1列式计算),最多能产生的氯气体积为L(标准状况)。
如图是现今常规生产发烟硫酸和硫酸的流程图:
(1)在④处二氧化硫被氧化成三氧化硫,④的设备名称是,该处发生反应的方程式为,为提高三氧化硫的产率,该处应采用(填“等温过程”或“绝热过程”)为宜。
(2)在⑦处进行二次催化处理的原因是。
(3)⑤处气体混合物主要是氮气和三氧化硫.此时气体经过⑥后不立即进入⑦是因为。
(4)20%的发烟硫酸(SO3的质量分数为20%)1吨需加水吨(保留2位有效数字)才能配制成98%的成品硫酸。
(5)在②处发生1500℃的“不完全燃烧”,即先混入少量干燥空气,然后在③处于700℃下再继续燃烧.试简述这种燃烧方式对环境保护是有利的原因。