铜在工农业生产中有着广泛的用途。
(1)配制CuSO4溶液时需加入少量稀H2SO4,其原因是 (只写离子方程式)。
(2)某同学利用制得的CuSO4溶液,进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4设计成铁铜原电池,请图甲中的横线上完成标注。
②图乙中,I是甲烷燃料电池的示意图,该同学想在II中实现铁上镀铜,则应在a处通入 (填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式为 ==4OH-;
若把II中电极均换为惰性电极,电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL,当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时,溶液的pH= (假设溶液体积变化忽略不计)。
(3)电池生产工业废水中常含有毒的Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理:当把FeS加入工业废水中后, 直至FeS全部转化为CuS沉淀,从而除去溶液中Cu2+。
已知元素A、B、C、D、E、F均属前四周期且原子序数依次增大,A的p能级电子数是s能级的一半,C的基态原子2p轨道有2个未成对电子;C与D形成的化合物中C显正化合价;E的M层电子数是N层电子数的4倍,F的内部各能层均排满,且最外层电子数为1。
请回答下列问题:
(1)C原子基态时电子排布式为。
(2)B、C两种元素第一电离能为:>(用元素符号表示)。试解释其因: 。
(3)任写一种与AB_离子互为等电子体的离子。
(4)B与C形成的四原子阴离子的立体构型为,其中B原子的杂化类型是。
(5)F(OH)2难溶于水,易溶于氨水,写出其溶于氨水的离子方程式。
(6)D和E形成的化合物的晶胞结构如图,其化学式为,∠EDE= ;E的配位数是;已知晶体的密度为g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长a=cm.(用
、NA的计算式表示)
硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有。
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃除生成粗硅外,也可以生产碳化硅,则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式。
(3)有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和;SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为。
物质 |
Si |
SiCl4 |
SiHCl3 |
SiH2Cl2 |
SiH3Cl |
HCl |
SiH4 |
沸点/℃ |
2355 |
57.6 |
31.8 |
8.2 |
-30.4 |
-84.9 |
-111.9 |
(4)还原炉中发生的化学反应为:。
(5)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是。
下图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金各成分(含有Cu、Fe、Si 三种成分)进行分离、回收再利用的工业流程,通过该流程将各成分转化为常用的单质及化合物。
已知:298K时,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13,
根据上面流程回答有关问题:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是。
(2)加入过量FeCl3溶液过程中可能涉及的化学方程式:。
(3)过量的还原剂应是,溶液b中所含的金属阳离子有。
(4)①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为。
②若用Xmol/LKMnO4溶液处理溶液b,当恰好反应时消耗KMnO4溶液YmL,则最后所得红棕色固体C的质量为g(用含X、Y的代数式表示)。
(5)常温下,若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等,向溶液c中逐滴加入KOH溶液,则三种金属阳离子沉淀的先后顺序为:>>。(填金属阳离子)
(6)最后一步电解若用惰性电极电解一段时间后,析出固体B的质量为Zg,同时测得阴阳两极收集到的气体体积相等,则标况下阳极生成的最后一种气体体积为L(用含Z的代数式表示)。
工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,将SO2转化为SO3,尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收。请回答下列问题:
(1)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2发生反应,则下列说法正确的是。
A.若反应速率v(SO2)=v(SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,化学反应速率加快
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
E.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2molSO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
F.平衡后升高温度,平衡常数K增大
(2)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:
实验编号 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
SO2 |
O2 |
SO2 |
O2 |
|||
1 |
T1 |
4 |
2 |
x |
0.8 |
6 |
2 |
T2 |
4 |
2 |
0.4 |
y |
9 |
①实验1从开始到反应达到化学平衡时,v(SO2)表示的反应速率为,表中y=。
②T1T2 ,(选填“>”、“<”或“=”),实验2中达平衡时 O2的转化率为。
(3)尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3。现有常温下0.1mol/LNa2SO3溶液,实验测定其pH约为8,完成下列问题:
①该溶液中c(Na+)与 c(OH-)之比为。
②该溶液中c(OH-)= c(H+)+ + (用溶液中所含微粒的浓度表示)。
③当向该溶液中加入少量NaOH固体时,c(SO32-),c(Na+)。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是 。
A.Na2CO3B.Ba(NO3)2 C.Na2S D.酸性KMnO4
同一周期(短周期)各元素形成单质的沸点变化如下图所示(按原子序数连续递增顺序排列)。该周期部分元素氟化物的熔点见下表。
(1)A原子核外共有________种不同运动状态的电子、_______种不同能级的电子;
(2)元素C的原子核外电子排布式______________________;
(3)解释上表中氟化物熔点差异的原因:__________________________;
(4)在E、G、H三种元素形成的氢化物中,热稳定性最大的是________(填化学式)。A、B、C三种原子形成的简单离子的半径由大到小的顺序为___________(填离子符号)。