金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的作用。请完成下列空白:
(1)铝元素在周期表中的位置为________。
(2)在19世纪时,铝是一种珍贵的金属。人们最初得到的铝粒如同珍宝,它的价格同黄金相当。1827 年,德国化学家维勒用金属钾与无水氯化铝反应而制得了金属铝。用钾与无水氯化铝反应制铝而不用氯化铝溶液的理由是_________。现代工业炼铝的原料是由铝土矿提取而得,在提取过程中通入的气体为____。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)2Al2O3(s)+3Tic(s) △H=-1176kJ/mol。则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为________。
(4)硅与铝同周期,地壳里硅铝的含量:硅________铝(填>,<或=)。是硅酸盐玻璃 (Na2CaSi6O14)的主要成分,Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开,发生反应的化学方程式 ________。长石是铝硅盐酸,不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为________。
(5)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如:
2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3。利用化学平衡移动原理解释上述方法可制取金属Ba的原因是_____________________________________________________________________________。
(15分) A、B、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大。A元素可形成自然界硬度最大的单质;B与A同周期,核外有三个未成对电子;X原子的第一电离能至第四电离能分别是:I1 ="578" kJ/mol,I2="1" 817 kJ/mol,I3=" 2" 745 kJ/mol,I4 ="11" 575 kJ/mol;常温常压下,Y单质是固体,其氧化物是形成酸雨的主要物质;Z的一种同位素的质量数为63,中子数为34。请回答下列问题:
(1)AY2是一种常用的溶剂,为 分子(填“极性”或“非极性”),分子中存在 个σ键。
(2)X形成的单质与NaOH溶液反应的离子方程式为 超高导热绝缘耐高温纳米XB在绝缘材料中应用广泛,其晶体与金刚石类似,属于 晶体。B的最简单氢化物容易液化,理由是 。
(3)X、氧、B元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号作答) 。
(4)Z的基态原子核外电子排布式为 。元素Z与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸:Z+HCl+O2=ZCl+HO2, HO2(超氧酸)不仅是一种弱酸而且也是一种自由基,具有极高的活性。下列说法或表示不正确的是 (填序号)
①氧化剂是O2
②HO2在碱中不能稳定存在
③氧化产物是HO2
④1 mol Z参加反应有1 mol电子发生转移
(5)已知Z的晶胞结构如下图所示,又知Z的密度为9.00 g/cm3,则晶胞边长为 cm。ZYO4常作电镀液,其中YO42-的空间构型是 ,Y原子的杂化轨道类型是 杂化。
氮和硫的化合物对大气都有严重污染,据所学化学反应原理回答下列问题:
(1)NO2与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时发生反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)∆H =" a" KJ/mol
则该反应为 反应(填放热或吸热),产物ClNO的结构式为 。
(2)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol/L的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3-)、c(NO2-)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为 (已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol/L,CH3COOH的电离常数K a=1.7×10-5mol/L,可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a.向溶液A中加适量水 b.向溶液A中加适量NaOH
c.向溶液B中加适量水 d.向溶液B中加适量NaOH
(3)若将SO2,NO2,O2按4:4:3通入水中充分反应,写出总的离子方程式 。
(4)向氨水中通入过量的H2S,所得溶液M中溶质的电子式为 ;取0.2mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的M溶液等体积混合,加热至充分反应后,待恢复至室温,剩余溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ,此时测得溶液的pH=12,则此条件下M溶液中阴离子的电离平衡常数Ka= (提示:若涉及多元弱酸的电离或多元弱酸根离子的水解,均只考虑第一步电离或水解)
丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O (l)△H1=﹣2741.8kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=﹣566kJ/mol
(1)反应C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) 的△H= 。
(2)现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成1mol CO和2mol CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=+41.2kJ/mol
①下列事实能说明该反应达到平衡的是 。
a.体系中的压强不发生变化
b.V正(H2)="V" 逆(CO)
c.混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d.CO2的浓度不再发生变化
②5min后体系达到平衡,经测定,H2为0.8mol,则v(H2O)= ;此时该反应的平衡常数K为 。
③向平衡体系中充入少量CO则平衡常数K (填“增大”、“减小”或“不变”)
依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2﹣,电池内部O2﹣由 极移向 极(填“正”或“负”);电池的负极电极反应式为 。
(3)用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液.电解开始后阴极区的现象为 。
氧化还原反应在生产、生活中应用广泛,酸性KMnO4、H2O2、Fe(NO3)3是重要的氧化剂.用所学知识回答问题:
(1)3H2SO4+2 KMnO4+5H2O2=K2SO4+2MnSO4+5 O2↑+8 H2O,当有6 mol H2SO4参加反应的过程中,有 mol还原剂被氧化。
(2)在稀硫酸中,KMnO4能将H2C2O4氧化为CO2。该反应的化学方程式为 。
(3)取300mL 0.2mol/L的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则消耗KMnO4的物质的量的是 mol。
(4)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,溶液先变为浅绿色的离子方程式是 ,又变为棕黄色的原因是 。
卤代烃在工农业生产及人们的生活中具有广泛的用途。如四氯化碳可用作灭火剂、氟利昂曾用作冷冻剂、氯仿曾用作麻醉剂,卤代烃还是合成高分子化合物的原料。
已知下面三个反应(其中A为氯代烃,B为烯烃) :
请回答下列问题:
(1)化合物B的分子式是 ,1 mol化合物B完全燃烧需要消耗标准状况下 L的氧气。
(2)由丙醇可以制备B,该反应的反应条件是 ,反应类型是 。
(3)写出B在有机过氧化物(R—O—O—R)中与HBr反应的化学方程式: 。
(4)假设A在核磁共振氢谱中有两组峰,且峰面积之比为6∶1,那么A在氢氧化钾水溶液中加热反应生成的有机化合物的结构简式是 。
(5)实验室检验A中是否含有氯元素,所加试剂的顺序是 。