(10分)短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大,A与C可形成A2C2和A2C两种化合物;B的最高价氧化物对应的水化物甲与其气态氢化物乙反应可生成盐丙;D与A位于同一主族;在同周期元素形成的简单离子中,E的离子半径最小。
(1)实验室中可用A2C2制取C单质,其化学方程式是
(2)由A、C、D三种元素组成的化合物的电子式是 ;B、C、E三种元素组成的常见盐的水溶液呈酸性,原因是 (用离子方程式表示)。
(3)反应乙+C2→B2+A2C(未配平)可设计为燃料电池,则通入乙的电极是 (填“正”或“负”)极,在碱性条件下其电极反应是
(Ⅰ)磷是生物体中不可缺少的元素之一,在自然界中磷总是以磷酸盐的形式出现的,例如磷酸钙矿Ca3(PO4)2、磷灰石Ca5F(PO4)3等。
(1)磷的某种核素中,中子数比质子数多1,则表示该核素的原子符号为____________。
(2)磷酸钙与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1500℃生成白磷,反应为:
2Ca3(PO4)2+6SiO2= 6CaSiO3+P4O10 10C+P4O10= P4↑+10CO↑
上述反应中的各种物质,属于酸性氧化物的有。
(3)白磷有剧毒,不慎沾到皮肤上,可用CuSO4溶液冲洗解毒。白磷可与热的CuSO4溶液反应生成磷化亚铜,与冷溶液则析出铜,反应方程式分别(均未配平)为:
①P4+CuSO4+H2O→Cu3P+H3PO4+H2SO4
②P4+CuSO4+H2O→Cu+H3PO4+H2SO4
反应①中,氧化剂为,若上述两反应中被氧化的P4的物质的量相等,则消耗的CuSO4的物质的量之比为。
(Ⅱ)离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料。一容器被离子交换膜分成左右两部分,如图所示。
若该交换膜为阳离子交换膜(只允许阳离子自由通过),左边充满盐酸酸化的H2O2溶液,右边充满滴有KSCN溶液的FeCl2溶液(足量),一段时间后右边可观察到的现象:;若该交换膜为阴离子交换膜(只允许阴离子自由通过),左边充满含2mol NH4Al(SO4)2的溶液,右边充满含3mol Ba(OH)2的溶液,当有2mol SO42-通过交换膜时(若反应迅速完全),则左右两室沉淀的物质的量之比为。
(Ⅲ)某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,利用相关工艺可进行提纯与综合利用。通入一定量的N2后,在1500℃下与Cl2充分反应得到纯化石墨与气体混合物,然后降温至80℃,分别得到不同状态的两类物质a和b。(注:石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃。)
(1)若a与过量的NaOH溶液反应,可得两种盐,其中一种盐的水溶液具有粘合性,
化学反应方程式为_________。
(2)若b与过量的NaOH溶液充分反应后,过滤,所得滤液中阴离子有_________。
【选修3—物质的结构与性质】在元素周期表前四周期中原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中,A与其余五种元素既不同周期也不同主族,第二周期元素B原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍,C原子的最外层p轨道的电子为半充满结构,D原子核外电子有8种不同的运动状态,E的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多,F元素的基态原子最外能层只有—个电子,其它能层均已充满电子。
(1)基态E原子的价电子排布图为_______________。
(2)B、C、D三元素第一电离能由小到大的顺序为(用元素符号表示)______________;
(3)B的最高价氧化物对应的水化物分子中,其中心原子杂化轨道的类型为____________杂化;的空间构型为__________(用文字描述)。
(4)C的单质与化合物BD是等电子体,写出化合物BD的电子式______________;1mol BC-中含有π键的数目为___________________。
(5)已知D、F能形成一种化合物,其晶胞的结构如图所示,则该化合物的化学式为(用元素符号表示)______________;若相邻D原子和F原子间的距离为a cm,阿伏伽德罗常数为NA,则该晶体的密度为_____________g/cm3(用含a、NA的符号表示)。
【选修2—化学与技术】水处理技术在生产、生活中应用广泛。
(1)工业上常用绿矾做混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体,为了达到更好的效果,要将待处理的水pH调到9左右,再加入绿矾。请解释这一做法的原因:_________。(用必要的离子方程式和文字描述)。
(2)根据水中Ca2+,Mg2+的多少,把天然水分为硬水和软水,硬水必须经过软化才能使用。
①硬水软化的方法通常有___________、__________和离子交换法。离子交换树脂使用了一段时间后,逐渐由NaR型变为CaR2(或MgR2)型,而失去交换能力。把CaR2(或MgR2)型树酯置于______________中浸泡一段时间,便可再生。
②当洗涤用水硬度较大时,洗衣粉与肥皂相比,___________洗涤效果较好,原因是______________。
(3)最近我国某地苯胺大量泄漏于生活饮用水的河道中,当地采取的应急措施之一是向河水中撒入大量的活性炭,活性炭的作用是___________________。
(4)若生活污水中含大量氮化合物,通常用生物膜脱氮工艺进行处理。首先在消化细菌作用下将氧化为
:_____
+______O2=______
+_____H++______H2O。然后加入甲醇与
生成N2:______
+______CH3OH=_______N2+______CO2+_________H2O+_______OH-(试配平以上两个离子方程式)。
(1)常温下,向20 mL 0.2 mol·L-1H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1NaOH溶液。有关微粒物质的量变化如图(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-)。请根据图示填空:
①当V(NaOH)=20mL时,溶液中离子浓度的大小关系: ___________________;
②等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后,其溶液中水的电离程度比纯水_________(填“大”、“小”或“相等”),欲使NaHA溶液呈中性,可以向其中加入___________。
(2)氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=+92.4kJ·mol-1研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。图1为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率。
①不同催化剂存在下,氨气分解反应的活化能最大的是__________(填写催化剂的化学式)。
②恒温(T1)恒容时,用Ni催化分解初始浓度为c0的氨气,并实时监测分解过程中氨气的浓度。计算后得氨气的转化率α(NH3)随时间t变化的关系曲线(见图2)。请在图2中画出:如果将反应温度提高到T2,Ru催化分解初始浓度为c0的氨气过程中α(NH3)—t的总趋势曲线(标注Ru—T2)
③假设Ru催化下温度为T1时氨气分解的平衡转化率为40%,则该温度下此分解反应的平衡常数K与c0的关系式是:K=_____________。
物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。
(1)图中X的电子式为;其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊,该变化体现出:S非金属性比O(填“强”或“弱”)。用原子结构解释原因:同主族元素最外层电子数相同,从上到下,,得电子能力逐渐减弱。
(2)Na2S2O3是一种用途广泛的钠盐。
①下列物质用于Na2S2O3的制备,从氧化还原反应的角度,理论上有可能的是______(填字母序号)。
a. Na2S+ S b. Z+ S c. Na2SO3 + Y d. NaHS + NaHSO3
②已知反应:Na2S2O3 + H2SO4 ="=" Na2SO4 + S↓+SO2↑+H2O。研究其反应速率时,下列说法正确的是(填写字母序号)。
a.可通过测定一段时间内生成SO2的体积,得出该反应的速率
b.可通过比较出现浑浊的时间,研究浓度、温度等因素对该反应速率的影响
c.可通过Na2S2O3固体与稀硫酸和浓硫酸的反应,研究浓度对该反应速率的影响
(3)治理含CO、SO2的烟道气,可以将其在催化剂作用下转化为单质S和无毒的气体。
已知:①CO(g)+ 1/2 O2(g)=CO2(g)△H=-283 kJ·mol-1
②S(s)+ O2(g)=SO2(g)△H=-296 kJ·mol-1
①则治理烟道气反应的热化学方程式为。
②一定条件下,将CO与SO2以体积比为4∶1置于恒容密闭容器中发生上述反应,下列选项能说明反应达到平衡状态的是(填写字母序号)。
a.v (CO) ∶v(SO2) = 2∶1
b.平衡常数不变
c.气体密度不变
d.CO2和SO2的体积比保持不变
测得上述反应达平衡时,混合气体中CO的体积分数为,则SO2的转化率为。