A、B、C、D、E、F六种短周期元素,其原子序数依次增大,其中B与C同周期,D与E和F同周期,A与D同主族,C与F同主族,C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,D是所在周期原子半径最大的主族元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,三种是固体。
请回答下列问题:
(1)元素D在周期表中的位置_______________________。
(2)C、D、F三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是(用离子符号表示)___________.
(3)由A、B、C三种元素以原子个数比4 :2 :3形成化合物X,X中所含化学键类型有______________.
(4)若E是金属元素,其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨,请写出反应的化学方程式:____________;若E是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式:________________。
(5)FC2气体有毒,排放到大气中易形成酸雨,写出FC2与氧气和水蒸气反应的化学方________________。
(14分)工业上以乙苯为原料生产苯乙烯的反应如下(Ph代表苯基):
Ph—CH2CH3(g)Ph—CH=CH2(g)+H2(g)△H
某研究小组为探究温度等因素对该反应的产率影响,在容积可变的密闭容器中分别作了四组实验,实验结果如下图a、b所示。
(1)根据反应及上图(a),判断△H0(填“<”“=”或“>”,下同),△S0;请选择经济、且适宜的反应温度:。
(2)下列事实可以说明该反应已达平衡的是。
A.混合气体的密度不再变化
B.氢气的体积分数保持不变
C.氢气、苯乙烯的生成速率之比保持不变
D.单位时间内消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)从压强因素分析,为提高乙苯的转化率,应采用的生产条件。实际工业生产中常采用通入水蒸气的方法。水蒸气的含量对反应的影响结果如上图(b)所示。
①在做这四组实验时,应该采用的其他实验条件是。
A.反应温度相同B.采用不同的催化剂
C.压强都控制在常压下 D.反应相同时间时测定实验数据
②图(b)表明:。
③一定温度下,在恒压密闭容器中,通入一定量n(H2O)/n(乙苯)=7:1的气体,发生上述反应,在t1时刻达到平衡。保持其他条件不变,此时分离出一定量的水蒸气,在t2时刻重新达到平衡,请在右图中画如反应再次达到平衡过程的图像。
(18分)铁及其他合物在工业生产中有着广泛的应用。请按要求回答下列问题:
I.工业上利用硫酸铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2等)为原料提取Fe2O3,工艺流程如下图1:
(1)滤液X中所含金属阳离子有。
(2)步骤②中理论上发生反应的离子方程式依次为。
(3)结合图2,分析步骤③调节pH的目的是 。
(4)假设流程中矿渣中的铁元素100%转化到产品中,则硫酸铁矿烧渣样品中Fe2O3的质量分数范围为(含m、n的代数式) 。
(5)请设计实验室中以硫酸铁矿烧渣为原料提取氧化铁的另一种方案:向硫酸铁矿烧渣原料中加入过量稀硫酸、充分搅拌、过滤,再向滤液中加入足量的溶液,接下来的一系列操作是搅拌、、洗涤、,最后获得纯净的产品Fe2O3。
Ⅱ.几位同学用铁盐溶液清洗试管中银镜,实验设想如下:
(6)甲:认为含Fe3+的盐无法洗去银镜。依据是Fe3+的氧化性(填“强于”或“弱于”)Ag+的氧化性,所以反应Fe3++Ag→Fe2++Ag+不可以发生。
(7)乙:查资料发现,用FeCl3溶液可以清洗银镜,于是他亲自动手实验,发现银镜迅速消失,另外还观察到溶液变为浅绿色;为验证Fe3+的还原产物,可选择的试剂为 。结合甲的分析和自己的实验现象他得出结论:反应Fe2++Ag→Fe3++Ag是(填“可逆”或“不可逆”) 反应。
(8)丙:结合甲、乙的设想,他用Fe(NO3)3溶液做对比实验,发现清洗银镜的速率慢许多,他重新观察乙的实验试管中有白色沉淀,于是结合化学平衡理论分析,得出用FeCl3溶液清洗银镜的离子方程式:。
(18分)化合物A是一种重要的有机化工原料,A的有关转化反应如下(部分反应条件略去)。已知:F和E互为同分异构体:R表示烃基,R和R表示烃基或氢
(1)G是常用的指示剂酚酞,G的含氧官能团名称:,G的分子式为。
(2)反应②的反应类型:;A与甲醛在酸催化条件下可生成一种绝缘树脂材料,此反应类型为。
(3)写出下列反应的化学方程式:
A与饱和溴水的反应:;
反应⑤(写明反应条件)。
(4)化合物H是D的同分异构体,其核磁共振氢谱表明只有两种吸收峰。符合上述条件的H的结构有多种,写出其中一种化合物的结构简式:。
(5)结合已知信息,请补充以A和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选),方框内写有机物结构简式,在“→”上或下方写反应所需条件或试剂。
(14分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种第三周期元素,其单质及其化合物的性质或结构信息如下表所述。
元素 |
A |
B |
C |
D |
性质 结构 信息 |
工业上常用电解熔融AD2制取A的单质。 |
B的最外层电子数比最内层电子数多1。 |
C的最高价氧化物的水化物经聚合、脱水,可作袋装食品干燥剂。 |
D的一种气态氧化物甲对空气的相对密度为3,它溶于水得到单一溶质的弱酸性溶液(有漂白性),该溶液光照后酸性增强。 |
请按要求回答下列问题:
(1)工业上制取A的单质的化学方程式:。
(2)在25oC、10l kPa下,已知13.5g的B的固体单质在D的气体单质中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 kJ,该反应的热化学方程式是。
(3)Sn与元素C同主族,周期数比元素C的大2.则Sn的原子序数为;配制SnCl2溶液时需用盐酸溶解其晶体,其目的是。
(4)甲中各原子都满足8电子稳定结构,其电子式为;甲溶于水后光照一段时间溶液酸性增强的原因(用离子方程式表示) 。
(5)将A的单质、B的单质棒用导线连接后插入稀NaOH溶液中。写出负极反应的电极方程式。
如下图装置所示,是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验:
(1)若电池B使用了亚氨基锂(Li2NH)固体作为储氢材料,其储氢原理是:Li2NH+H2=LiNH2+LiH,则下列说法中正确的是________。
A.Li2NH中N的化合价是-1价 | B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂 |
C.Li+ 和H+的离子半径相等 | D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同 |
(2)在电池B工作时:
①若用固体Ca(HSO4)2为电解质传递H+,则电子由________极流出,H+向________极移动。(填“a”或“b”)
②b极上的电极反应式为:________________________________
③外电路中,每转移0.1 mol电子,在a极消耗________上的H2(标准状况下)。
(3)若A中X、Y都是惰性电极,电解液W是滴有酚酞的饱和NaCI溶液,则B工作时:
①电解池中X极上的电极反应式是 ________________________________。
在X极这边观察到的现象是 _____________________________________。
②检验Y电极上反应产物的方法是 _________________________________。
③若A中其它均不改变,只将电极Y换成铁棒,可实现的实验目的是_____________________。