今有氧、镁、铝、硫、铬5种元素,试回答下列问题
(1)镁晶体堆积方式为 堆积(选填:“简单立方”、“体心立方”、“面心立方”、“六方”);
(2)用“>”、“<”填写下表
第一电离能 |
电负性 |
晶格能 |
沸点 |
Mg Al |
O S |
MgO MgS |
H2O H2S |
(3)基态铬原子外围电子轨道表示式为 。
下表是元素周期表的一部分,所列字母分别代表一种元素。
A |
|||||||||||||||||
B |
C |
D |
E |
||||||||||||||
F |
G |
H |
|||||||||||||||
M |
N |
P |
|||||||||||||||
(1)M元素基态原子外围电子排布式为;
(2)下列有关说法正确的是(填序号);
①B、C、D元素的电负性逐渐增大
②F、G、H元素的第一电离能逐渐增大
③B、G、P三种元素分别位于元素周期表的p、s、d 区
④F、G分别与E组成的物质的晶格能,前者比后者低
⑤A、B和D以原子个数比2:1:1构成的最简单化合物分子中σ键和π键的个数比为3:1
(3)与C的最简单氢化物互为等电子体的离子是(填化学式),写出该离子与其等电子的阴离子反应的离子方程式;
(4)煤矿瓦斯气体(主要成分为BA4)探测仪是以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动;
①负极的电极反应式为:;
②正极的电极反应为:;
③传感器中通过的电流越大,表明BA4的浓度越。
(5)已知G和稀硝酸反应,还原产物为C2D气体,若硝酸浓度再稀,则还原产物为CA3,并与过量的硝酸反应生成CA4CD3。现将9.6g G与1L1.10mol/L的稀硝酸(过量)充分反应,收集到aL气体(标准状况),同时测得溶液中c(CA4+)=0.08mol/L(假设反应前后溶液体积不变)。
①a=L。②反应后溶液pH=。
(12分)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
(1)I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化,常用于定量测定CO的含量。已知:
2I2(s) + 5O2(g)= 2I2O5(s) △H=-75.56 kJ·mol-1
2CO(g) + O2(g)= 2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式:。
(2)一定条件下,NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1 mol SO2的同时生成1 molNO
(3)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为 。(写出一种即可)。
(4)下图是一种碳酸盐燃料电池(MCFC),以水煤气(CO、H2)为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极电极反应式。
(5)工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。
已知:NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2
2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2
NO不能与Na2CO3溶液反应。
①用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物,每产生22.4L(标准状况)CO2(全部逸出)时,吸收液质量就增加44g,则混合气体中NO和NO2的体积比为。
②你认为Na2CO3吸收法处理氮氧化物存在的缺点是。
(10分)(1)将水蒸气通过红热的碳可产生水煤气:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.3kJ/mol,
达到平衡后,体积不变时,能提高H2O的平衡转化率的措施是。
A.升高温度 | B.增加碳的用量 |
C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO |
(2)将一定量的CO(g)和H2O(g)通过某恒容的密闭容器中,发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
得到如下数据:
温度/℃ |
起始浓度mol/L |
平衡浓度mol/L |
|
CO(g) |
H2O(g) |
H2(g) |
|
900 |
2.0 |
0.8 |
0.4 |
求该反应的平衡常数数值。
(3)工业上把水煤气中的混合气体处理后,获得较纯的H2用于合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H= —92.4kJ/mol某同学在不同实验条件下模拟化工生产进行实验,N2浓度随时间变化如图:
①与实验I比较,实验II改变的条件为:。
②实验III比实验I的温度要高,其它条件相同,请在下图画出实验I和实验III中NH3浓度随时间变化的示意图。
(4)下图中P是可自由平行滑动的活塞。在相同温度时,向A容器中充入4 mol SO3(g),关闭K,向B容器中充入2 mol SO3(g),两容器分别发生反应。
已知起始时容器A和B的体积均为aL。
试回答:
①反应达到平衡时容器B的体积为1.2a L,容器B中SO3转化率为。
②若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为__ L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
(11分)铬是一种银白色的坚硬金属,铬的工业用途很广,主要有金属加工、电镀、制革行业,这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源,请回答下列问题。
(1)工业上冶炼铬的主要步骤如图所示:
①已知步骤II的反应方程式为:8Na2CrO4 +6Na2S +23H2O = 8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3 +22NaOH
该反应中氧化剂是_____(填化学式),生成lmolCr(OH)3时转移电子的物质的量为____ mol
②步骤IV冶炼制铬的化学方程式为____________________________。
(2)某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意如下图,A为电源的_____(填“正极”“负极”),阳极区溶液中发生的氧化还原反应为______________。
(3)化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度。它是在强酸并加热条件下,用K2Cr2O7作强氧化剂处理水样时所消耗的K2Cr2O7的量,换算成相当于O2的含量(以mg/L计)。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量,过程如下:
I.取Va mL水样于锥形瓶,加入l0.00mL0.2500mol/L K2Cr2O7溶液;
II.加碎瓷片少许,然后慢慢加入少量硫酸,混合均匀,加热;
III.反应完毕后,冷却,加指示剂,用cmol/L的硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定.终点时消耗硫酸亚铁铵溶液Vb mL(此步操作的目的是用Fe2+把多余的Cr2O72-反应成Cr3+)
①I中,量取K2Cr2O7溶液的仪器是__________________。
②II中,碎瓷片的作用是____________________。
③该水样的化学需氧量(COD)= ______________________(用含c、Va、Vb的表达式表示).
(13分)A、B、C均为中学化学中的常见物质,它们含有一种相同的元素。请根据题中信息回答问题。
(1)A、B、C三种物质都由短周期元素组成,D是空气的主要成分之一,它们存在如下反应转化关系:
①若A是非金属单质,常温下为固态,A与C在一定条件下能发生反应,则C为_________;A所形成的一种晶体具有高硬度、高熔点特性,它的晶体类型属于__________
②若A是金属单质,则A在元素周期表的位置是_________;已知mgA与足量反应,生成固体的质量为(m+3.55)g,则等质量的A与D反应完全,生成固体的质量至少为________g
③若常温时C为红棕色气体,则A可能是__________或;工业上用A与D反应制取B的化学方程式为:_______________。
(2)已知A、B、C、D存在如图所示的反应转化关系:
①若D为生活中常见的金属单质,图中反应均为氧化还原反应,请设计一个检验B中阳离子的方案:________________________________。
②若D为强碱,A为常见正盐,A、B、C含有共同元素是生活中常见金属元素,图中反应均为非氧化还原反应,则B是;除去B中混有的少量Mg(OH)2的操作步骤是:__。(有关答案填写化学式)