硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。请回答下列问题:
(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。
(2)硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以 相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献 个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为 。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键 |
C—C |
C—H |
C—O |
Si—Si |
Si—H |
Si—O |
键能/(kJ•mol-1 |
356 |
413 |
336 |
226 |
318 |
452 |
①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 。
②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 。
(6)在硅酸盐中,SiO4- 4四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为 ,Si与O的原子数之比为 ,化学式为 。
“84”消毒液可用来消毒,已知某品牌“84”消毒液的有效成分为NaClO,另外还有较大量的Na2CO3、NaCl,为探究该消毒液的性质,某同学做了如下实验:取少量消毒液并向其中通入过量的CO2,再滴入品红,发现品红很快褪色。
(1)写出向溶液中通入过量的CO2所发生的两个离子方程式:
。(2)使品红很快褪色的物质是 。
(3)以该消毒液为主要来源可以制备较纯净的少量Cl2,具体操作分两个主要步骤:先向消毒液中加入过量的A试剂,静置后取上层清液,再加入了硫酸。(提醒:最后发生的反应为:NaCl + NaClO + H2SO4 = Cl2↑+ Na2SO4 +H2O)
① A试剂的化学式为_____________,其作用是 。
② 若生成标准标况下5.6 L Cl2,则转移电子的物质的量为____________。
(1)服用含碘化钾的碘药片可抗核辐射。将碘片剥去糖衣皮研粹后置于试管中制得无色水溶液,并加入几滴淀粉试液,然后向试管中逐滴加入氯水,观察到溶液由无色变为蓝色,若继续滴加氯水后蓝色溶液又褪为无色,试回答下列问题:
①溶液颜色由无色变蓝色的理由:(用离子反应方程式表示);
②完成并配平溶液颜色由蓝色变为无色的化学反应方程式(如果系数是1,不用填写):
+ + → HIO3 +
(2)观察如下反应,总结规律,然后完成下列问题:
(A) Al(OH)3+ H2O Al(OH)4- + H+(B) NH3 + H2O
NH4+ + OH-
①已知B(OH)3是一元弱酸,其电离方程式为;
②N2H4是二元弱碱,其电离方程式为。
(3)常温下,向1.0mol/L的NaHSO4溶液中逐滴加入等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液,生成沉淀的量与加入氢氧化钡溶液的体积关系如图所示。a、b、c、d分别表示实验时不同阶段的溶液。其中b点所示溶液呈(填“酸性”、“中性”、或“碱性”),c点所示的离子方程式为。
(4)在25℃下,将amol/L的氨水与0.01mol/L的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)。则溶液显性(填“酸性”、“中性”、或“碱性”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=。
(10分)(1)可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一个放热反应,有甲乙两个完全相同的容器,向甲容器中加入1molN2和3molH2在一定条件下,达到平衡时放出的热量为Q1,相同条件下,向乙容器中加入2molNH3,达到平衡时,吸收的热量为Q2,已知Q2=4Q1,则甲容器中H2的转化率为。
(2)除电解法,工业炼镁还可采用硅热法(Pidgeon法)。即以煅白(CaO·MgO)为原料与硅铁(含硅75%的硅铁合金)混合置于密闭还原炉,1200℃下发生反应:
(CaO·MgO)(s) + Si(s) Ca2SiO4 (l) + 2Mg(g)
①已知还原性:Mg > Si,上述反应仍能发生的原因是______________________________
②由右图,推测上述反应正向为______(填“吸热”或“放热”)反应;平衡后若其他条件不变,将还原炉体积缩小一半,则达到新平衡时Mg(g)的浓度将______(填“升高” 、“降低”或“不变”)。
③若还原炉容积为400m3,原料中煅白质量为9.6 t,5小时后,测得煅白的转化率为50%,
计算这段时间Mg的生成速率 ___________。
(11分)A、B、C、D是四种短周期元素,它们的原子序数依次增大。其中A、D元素同主族,B、C元素同周期;由A、B、C、D中的两种元素可形成原子个数比为1:1的多种化合物,甲、乙、丙、丁为其中的四种,它们的元素组成如下表所示:
常温下,甲物质为气体,密度略小于空气;乙物质为液体;丙物质和丁物质为固体且都为离子化合物。请填写下列空白:
(1)丙物质的电子式为,丁物质中阴离子与阳离子的个数之比为。
(2)若标准状况下5.6L甲物质完全燃烧放出的热量为QKJ,试写出表示甲物质燃烧热的热化学方程式。
(3)B、C两种元素按原子个数比为1:2可形成化合物戊,A、C、D三种元素按原子个数比为1:1:1可形成化合物己,则己与戊按物质的量之比为3:2完全反应后的溶液中各离子浓度的大小关系为。
(4)某同学设计了一个以结构简式是BA3-CA物质为燃料的电池,并用该电池电解200mL一定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如下图:
①写出ⅰ中通入该物质这一极的电极反应式。
②理论上ⅱ中两极所得气体的体积随时间变化的关系如坐标图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),写出在t1后,石墨电极上的电极反应式;在t2时所得溶液的pH约为。
现有五种可溶性物质A,B,C,D,E,它们所含的阴、阳离子互不相同,所含离子分别为下表中所示:
(1)某同学通过比较分析,认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是和(填化学式)。
(2)为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,当C与B的溶液混合时,产生红褐色沉淀和无色无味气体;当C与A的溶液混合时产生棕灰色沉淀,向该沉淀中滴入稀HNO3,沉淀部分溶解,最后留有白色沉淀不再溶解。则:
①X为
A.SO32ˉ | B.SO42ˉ | C. SiO32ˉ | D. CH3COOˉ |
②用离子方程表示B溶于水后和水的反应
③将0. 02 mol的A与0.0 1mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中,充分反应后,最终所得沉淀的质量
(精确到0.1g)
④利用(1)中已经确定的物质,能否检验出D,E中的阳离子?(填“能”或“不能”)
(3)将Cu投人到装有D溶液的试管中,Cu不溶解;再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有
红棕色气体出现。则物质D一定含有上述离子中的(填相应的离子符号);有关反应的离子
方程式为: