【选修3:物质结构与性质】
金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。
(1)Ti基态原子的电子排布式为____________________________。
(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性:C________(填“>”或“<”,下同)B;第一电离能:N________O,原因是_________________________。
(3)月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4。SO42-的空间构型为_________________形,其中硫原子采用______________杂化,写出SO42-的一种等电子体的化学式:______________________。
(4)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3,CaTiO3的晶体结构如图所示(Ti4+位于立方体的顶点)。该晶体中,Ti4+和周围___________个O2-相紧邻。
(5)Fe能形成多种氧化物,其中FeO晶胞结构为NaCl型。晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷,晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响。由于晶体缺陷,在晶体中Fe和O的个数比发生了变化,变为FexO(x<1),若测得某FexO晶体密度为5.71 g·cm-3,晶胞边长为4.28×10-10 m,则FexO中x=__________(用代数式表示,不要求算出具体结果)。
某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4(高铁酸钠)等产品,过程如下:
I.向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤;
II.向I所得固体中加入过量稀H2SO4,充分反应后过滤;
III.向II所得固体中继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液;
IV.(1)步骤I中发生反应的化学方程式为、。
(2)步骤II所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,用离子方程式解释其
可能的原因。
(3)步骤III获得CuSO4溶液的离子方程式为。
(4)步骤II所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4,流程如下:
①测得滤液中c(Fe2+) 为a mol·L-1,若要处理1 m3滤液,理论上需要消耗25 % 的H2O2溶液_________kg
(用含a的代数式表示)。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化学方程式___________。
中学化学中常见的几种物质存在下图所示的转化关系。其中,A是一种黑色粉末状固体,C是一种黄绿色气体,实验室中常用E溶液吸收多余的C。(图中部分产物和反应条件已略去)
回答下列问题:
(1)写出A与B的浓溶液反应的化学方程式。
(2)固体E中含有化学键的类型是,C与E反应的离子方程式为。
(3)将B的浓溶液与H的浓溶液混合,立即产生大量气体C,该反应的离子方程式为。
(4)某课外小组的同学用E溶液吸收C,利用下图所示装置向吸收液中持续通入SO2气体。
实验过程中观察到如下现象:
①开始时,溶液上方出现白雾,试纸a变红。甲同学认为是HCl使a变红,乙同学不同意甲的观点,乙同学的认为使a变红的是(写出一种即可)。
②片刻后,溶液上方出现黄绿色气体,试纸b变蓝。用离子方程式解释b变蓝的原因。
③最终试纸b褪色。同学们认为可能的原因有两种:一是I2有还原性,黄绿色气体等物质将其氧化成
IO3-,从而使蓝色消失;二是。
X、Y、Z、W、R是短周期元素,原子序数依次增大。X原子核外各层电子数之比为1:2, Y原子和Z原子的核外电子数之和为20,W和R是同周期相邻元素,Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨。
请回答下列问题:
(1)元素X的最高价氧化物的电子式为;元素Z的离子结构示意图为。
(2)单质铜和元素Y的最高价氧化物对应水化物的稀溶液发生反应的化学方程式为。
(3)元素W位于周期表的第族, 其非金属性比元素R弱,用原子结构的知识解释原
因。
(4)R的一种氧化物能使品红溶液褪色,工业上用Y的气态氢化物的水溶液做其吸收剂,写出吸收剂
与足量该氧化物反应的离子方程式。
(5)Y和Z组成的化合物ZY,被大量用于制造电子元件。工业上用Z的氧化物、X单质和Y单质在
高温下制备ZY,其中Z的氧化物和X单质的物质的量之比为1:3,则该反应的化学方程式为。
沼气(主要成分是甲烷)是一种廉价的能源,把农村中大量存在的农作物秸秆、杂草、人畜粪便等在沼气池中发酵,便可产生沼气,沼气完全燃烧可以用来点灯、做饭。
(1)在101kPa时,32gCH4燃烧生成CO2和气态H2O,放出1604kJ的热量,写出甲烷燃烧的热化学方程式为__________________________________________________________。
(2)120℃,取CH4和过量O2的混合气体共0.4mol,点燃使其充分反应,将燃烧后的气体通过足量的碱石灰(NaOH和CaO的固体混合物)充分吸收,碱石灰增重8g。计算:原混合气体中CH4和O2的体积比是多少?
某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,质谱法测定其相对分子质量为92.现以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去),其中A是一氯代物,F的分子式为C7H7NO2,Y是一种功能高分子材料。
已知:
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)X的化学式是_____________,其核磁共振氢谱图有____________个吸收峰;
(2)反应⑤的化学方程式是______________________________;
(3)阿司匹林分子中含有的官能团的名称是______________;1mol阿司匹林与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为_____________________。
(4)Y的结构简式为___________________________________。
(5)有多种同分异构体,其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物共有 _________种;
(6)以下是由A和其它物质合成的流程图,
甲→乙反应的化学方程式为_______________________________________________。