(本题共11分)氮族元素按原子序数增大,依次为:氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)。请回答:
28.常温常压下,向100mL 1.6mol/L稀氨水中逐滴滴入10mL 4.0mol/L稀硫酸,得到的溶液能使酚酞显红色。请比较所得溶液中NH4+、 NH3﹒H2O、SO42— 三种微粒的物质的量浓度大小关系: 。
29.含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢在热玻璃管中完全分解成氢气和1.50 mg单质砷。则在整个过程中,转移的电子总数为 。
30.铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。向硫酸锰溶液中依次滴加下列溶液,对应的现象如表所示:
| 加入溶液 |
①适量铋酸钠溶液 |
②过量的双氧水 |
③适量KI淀粉溶液 |
| 实验现象 |
溶液呈紫红色 |
紫红色消失,产生气泡 |
溶液变成蓝色 |
请比较实验中所有的氧化剂和氧化产物的氧化性强弱关系(反应过程中的涉及的气体均不参与比较): 。
31.五氟化锑(SbF5)是无色黏稠液体,是很强的具有特殊酸性的酸,而且是超强酸氟锑酸HSbF6(目前酸性最强的酸,比纯硫酸强2×1019倍)的组分之一。SbF5可用于制备一般化学方法很难制备的氧化性极强的F2,其过程如下(均未配平):
①KMnO4 + KF + H2O2 + HF → K2MnF6 +O2 + H2O
②SbCl5 + HF → SbF5 + HCl
③K2MnF6 + SbF5 → KSbF6 + MnF3 + F2↑
反应①中氧化剂和被氧化的元素的物质的量之比为 ____;反应③中SbF5表现的性质为 ______性。
32.能在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸度的影响,从而保持溶液的pH值相对稳定。这种溶液称为缓冲溶液。例如:人体血液中HCO3—和H2CO3等微粒形成的平衡体系,使得血液pH能稳定在7.4±0.05。某同学取19ml 0.2mol/L的NaH2PO4溶液,81ml 0.2mol/L的Na2HPO4溶液混合,配制0.2mol/L PH=7.4的磷酸缓冲溶液。已知该缓冲溶液利用的平衡体系是:H2PO4—
H++HPO42—,请根据该平衡体系分析其缓冲原理: 。
【化学—选修2:化学与技术】
近年来,为提高能源利用率,西方提出共生理念——为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。
(1)由于共生工程的应用,利用发电厂产生的SO2制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,该电池电动势为1.06V。实际过程中,将SO2通入电池的极(填“正”或“负”),负极反应式为;用这种方法处理SO2废气的优点是。
(2)以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下:
①生产中,向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是。
②下列有关说法正确的是(填序号)。
| A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙 |
B.反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4+4C CaS+4CO↑ |
| C.反应IV需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解 |
| D.反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥 |
③反应V中选用了40%的乙二醇溶液做溶剂,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是。
④(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式。
(15分)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l)ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆)(正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是______________________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
| 序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
| ① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
| ② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
| ③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)=;实验温度
T1T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验①实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,则Co2+在阳极的电极反应式为;除去甲醇的离子方程式为。
X、Y、Z、W四种常见元素,且均为短周期元素。已知:①X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中最强酸;②Y的氧化物是典型的两性氧化物,可用于制造一种极有前途的高温材料;③Z是无机非金属材料的主角,其单质是制取大规模集成电路的主要原料;④W被称为军事金属,可在CO2中燃烧。
(1)X的最高价氧化物对应水化物的水溶液与Y的氧化物反应的离子方程式为。
(2)Z的氧化物在通信领域用来作,工业上制Z单质的化学反应方程式为。
(3)在50mLlmol·L-1的YX3溶液中逐滴加入0.5mol·L-1的NaOH溶液,得到1.56g沉淀,则加入NaOH溶液的体积最多为mL。
(4)Y、W合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学,为测定某Y、W合金(设不含其他元素)中W的质量分数,设计下列实验方案进行探究。称量x g Y、W合金粉末,放在如图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧。欲计算W的质量分数。该实验中还需测定的数据是。 若用空气代替O2进行实验,对测定结果是否有影响?若有影响分析其原因。
硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4制备路线如下:
查阅资料:
Ⅰ.酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化。
Ⅱ.SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡,Sn相对原子质量为119
回答下列问题:
(1)锡原子的核电荷数为50,锡元素在周期表中的位置是。
(2)操作Ⅰ是。
(3)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请用平衡移动原理解释原因。
(4)加入Sn粉的作用有两个:①调节溶液pH②。
(5)反应Ⅰ得到沉淀是SnO,得到该沉淀的离子反应方程式是。
(6)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,发生反应的离子方程式是。
(7)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应):
①将试样溶于盐酸中,发生的反应为:Sn + 2HCl===SnCl2 + H2↑;
②加入过量的FeCl3;
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+,发生的反应为:
6FeCl2 + K2Cr2O7 + 14HCl ===6FeCl3 + 2KCl + 2CrCl3 +7H2O
取1.226 g锡粉,经上述各步反应后,共用去0.100 mol/L K2Cr2O7溶液32.0ml。锡粉中锡的质量分数是。
在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。
(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,溶液中
(填“增大”、“减小”或“不变”);写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式。
(2)土壤的pH一般在4~9之间。土壤中Na2CO3含量较高时,pH可以高达10.5,试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因。加入石膏(CaSO4·2H2O)可以使土壤碱性降低,有关反应的化学方程式为。
(3)常温下向20 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1HCl溶液40 mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数随溶液pH变化的情况如下:
回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-(填“能”或“不能”)大量共存;
②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒有、,溶液中含量最多的三种微粒的物质的量浓度的大小关系为;