X、Y、Z、W、L、M六种短周期主族元素的原子序数依次增大,其中X、M的单质在常温下呈气态,Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,Z在同周期的主族元素中原子半径最大,W是地壳中含量最多的金属元素,L的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料.用化学用语回答下列问题:
(1)M的离子结构示意图 ;L在元素周期表中的位置为 .
(2)Y、L、M的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序是 .
(3)Y的最高价氧化物的电子式为 .原子序数比Y多2的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是 .
(4)Z、W各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,该反应的离子方程式为 .
(5)R与Y同周期,R的单质分子R2中有3个共价键,R与X形成化合物甲,1mol甲含18mol电子,请写出甲的结构式 .
(6)用亚硝酸氧化化合物甲,可生成氮的另一种氢化物,该氢化物的相对分子质量为43,其中氮原子的质量分数为97.7%,该氢化物的分子式为 .该氢化物受撞击时完全分解为氮气和氢气,则2.15g该氢化物受撞击后产生的气体在标况下的体积为 L.
9.2 g氮的氧化物N2Ox中含氮原子0.2 mol,则N2Ox的摩尔质量为;x=,
(10分) Ⅰ硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:
S2--2e-===S (n-1)S+S2-===S
①写出电解时阴极的电极反应式:________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成__________________________。
Ⅱ.用FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。
FeCl3与H2S反应的离子方程式为________________________________________________。
电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应为___________________________________。
综合分析的两个反应,可知该实验有两个显著优点:
①H2S的原子利用率100%;②。
(7分)(1)实验测得:在室温下1L水中只有10-7mol的水电离,列式计算水的电离平衡常数KH2O;
(2)已知水在25℃和100℃时,其电离平衡曲线如图所示,则25℃时水的电离平衡曲线应为_____(填“A”或“B”),请说明理由。
(12分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。
(1)氢气是清洁燃料,其燃烧产物为________。
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应得到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为__________________________________________,反应消耗1 mol NaBH4时转移的电子数目为________。
(3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:
在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K=________。
(4)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。
①导线中电子移动方向为________。(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为__________________。
③该储氢装置的电流效率η=____________________。(,计算结果保留小数点后1位)
(11分)锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4,溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。 回答下列问题:
(1)外电路的电流方向是由________极流向________极。(填字母)
(2)电池正极反应式为__________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?________(填“是”或“否”),原因是 ________________________________________________。
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为____________________________________。K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为____。