【题目】元素周期表是指导我们系统学习化学的重要工具。(答案都填写化学式)
(1)如图是铁元素在元素周期表中的有关信息。
写出Fe的原子结构示意图__,自然界中存在的54Fe和56Fe,它们互称为___。将铁片放入冷浓硫酸中,片刻后将铁片移入硫酸铜溶液中,发现铁片表面无明显变化,原因是__。通常证明某溶液中含Fe2+的化学方法是___。
下表是元素周期表的一部分:
(2)从原子结构角度分析,C、N、O、F四种元素处于同一行,是由于它们的__相同。处于同一列的N和P位于元素周期表的__族。
(3)通过元素周期表,我们可以知道:
①氮元素的最低化合价为_,其气态氢化物的结构式为__。
②与硅元素处于同一周期,两性金属元素是__,并写出其在元素周期表中的位置:第__周期,__族,该元素的最高价氧化物对应水化物的电离方程式为__。
③第三周期半径最大的金属元素__,该元素形成氢氧化物的电子式_,检验物质中是否含有该元素的方法是:__。
④在上表所列元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是__(写化学式)。该元素与硫元素相比,非金属性较强的元素是__(填元素符号),请写出证明该结论的一个实验事实:__。
⑤如图,将潮湿的Cl2单质通过甲装置后,再通过放有干燥红色布条的乙装置,红色布条不褪色。则甲装置中所盛试剂可能是___。
a.浓硫酸 b.NaOH溶液 c.KI溶液 d.饱和食盐水
⑥由于氢元素的化合价,有人提议还可以将其放在第__族,又有人提议可将它放在周期表中第IVA族,这样建议的原因是__。
⑦科学家通过对某些元素的化合价进行研究,寻找高效农药。这些元素往往位于元素周期表的__(选填序号)。
a.左下角区域 b.右上角区域 c.左上角区域 d.右下角区域
【答案】 同位素 铁片在浓硫酸中发生钝化,表面覆盖有一层致密的氧化膜,阻止其与硫酸铜溶液发生反应 取样,向其中滴加KSCN溶液,无明显变化,滴加氯水,溶液变成血红色,则含Fe2+ 核外电子层数 VA -3
Al 三 IIIA H++AlO2-+H2O
Al(OH)3
Al3++3OH- Na
焰色反应呈黄色 HClO4 Cl 氯气通入硫化钠溶液中产生淡黄色沉淀 abc VIIA 其最高正价与最低负价的绝对值相等 b
【解析】
(1)常温下,Fe和浓硫酸发生钝化现象;亚铁离子和KSCN溶液不反应,铁离子和KSCN溶液反应生成络合物而使溶液呈血红色;
(1)Fe的核电荷数为26,原子核外共有26个电子,其原子结构示意图为;自然界中存在的54Fe和56Fe,它们的质子数相同,中子数不等,互称为同位素;常温下,Fe和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应,所以铁片表面无变化,该现象为钝化;亚铁离子和KSCN溶液不反应,铁离子和KSCN溶液反应生成络合物而使溶液呈血红色,所以亚铁离子的检验方法为:取样滴加 KSCN 溶液,溶液无明显变化,再滴加氯水,出现血红色,证明含 Fe2+;
(2)从原子结构角度分析,C、N、O、F四种元素处于同一行,是由于它们的电子层相同.N和P处于同一列,因为它们的最外层电子数相同,它们都位于元素周期表的第VA族;
(3)①氮元素的最低化合价为+5,最低价为-3价,其气态氢化物的结构式为;
②硅元素处于元素周期表的第三周期,同周期的两性金属元素是Al元素,其在元素周期表中的位置是第三周期,IIIA族,该元素的最高价氧化物对应水化物Al(OH)3的电离方程式为H++AlO2-+H2OAl(OH)3
Al3++3OH-;
③同周期的主族元素,随核电荷数的增大,原子半径依次减小,则第三周期半径最大的金属元素Na元素,该元素形成氢氧化钠的电子式为,利用焰色反应检验物质中是否含有该元素,钠元素焰色反应呈黄色;
④元素的非金属性越强,其最高价氧化物水化物的酸性越强,在上表所列元素除F、O无正价外,Cl元素的非金属性最强,则最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是HClO4;将氯气通入硫化钠溶液中产生淡黄色沉淀,说明Cl2的氧化性比S强,即氯元素的非金属性比硫元素强;
⑤最终红色布条不褪色,说明甲装置内盛放的液体应与氯气发生反应或可以干燥氯气,NaOH溶液、KI溶液能与氯气反应,浓硫酸干燥氯气,饱和氯化钠溶液不能完全吸收氯气,故答案为abc;
⑥由于氢元素可形成NaH,氢元素显-1价,则有人提议可将氢元素放在VIIA族;根据最高正价与最低负价的绝对值相等,又可将氢元素放在周期表中的ⅣA族;
⑦科学家通过对某些元素的化合价进行研究,发现通常制造的农药含有F、Cl、S、P等元素,这些元素位于元素周期表的右上角区域,故答案为b。
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【题目】按要求填空:
(1)有相同温度和压强下的两种气体12C18O和14N2,若两种气体的质量相同,则两种气体所含的质子数之比为__________,若两种气体的原子数相等,则两种气体所含中子数之比_________,若两种气体的体积相同,则两种气体的密度之比为_________。
(2)10.8 g R2O5中氧原子的数目为3.01×1023,则元素R的相对原子质量为 ________。
(3)将10 mL1.00 mol/L Na2CO3溶液与10 mL1.00 mol/L CaCl2溶液相混和,则混和溶液中Na+的物质的量浓度为___________(忽略混合前后溶液体积的变化)。
(4)在标准状况下,由CO和CO2组成的混合气体为6.72 L,质量为12 g,此混合物中CO和CO2物质的量之比是_________。
(5)在空气中煅烧CoC2O4生成钴的氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2的体积为1.344L(标准状况),则钴氧化物的化学式为_______________。
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【题目】下列离子方程式的书写正确的是( )
A. H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应:Ba2++OH﹣+H++→BaSO4↓+H2O
B. 将Na投入到CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===2Na++Cu↓
C. 大理石溶于醋酸中:CaCO3+2CH3COOH===Ca2++2CH3COO﹣+CO2↑+H2O
D. 将Cl2通入水中:Cl2+H2O===2H++Cl﹣+ClO﹣
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【题目】《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠(Na2S2O8,其中S为+6价)去除废水中的正五价砷[As(V)]的研究成果,其反应机制模型如图所示(SO、OH表示自由基)。设阿伏加德罗常数的值为NA。下列叙述错误的是( )
A.过硫酸钠中-2价氧与-1价氧的个数比为3:1
B.若56gFe参加反应,共有1.5NA个S2O82被还原
C.碱性条件下硫酸根自由基发生反应的方程式为SO4-+OH-=SO42-+OH
D.pH越小,越有利于去除废水中的正五价砷
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【题目】对可逆反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成n mol NO的同时,消耗n mol NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v逆(H2O)
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【题目】向一定量的铁、氧化亚铁和氧化铁的混合粉末中,加入100ml2mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448ml的气体(SPT),在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现.若用相同质量的上述混合物粉末高温下同足量的一氧化碳反应,可得到铁的质量是( )
A.无法计算B.2.8gC.5.6gD.11.2g
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【题目】下面是某科研小组利用废铁屑还原浸出软锰矿(主要成分为MnO2)制备硫酸锰及电解其溶液制锰的工艺流程图:
已知:①浸出液中主要含有Fe3+、Fe2+、Co2+、Ni2+等杂质金属离子;
②生成氢氧化物的pH见下表:
物质 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 7.5 | 2.7 | 7.7 | 7.6 | 8.3 |
完全沉淀的pH | 9.7 | 3.7 | 8.4 | 8.2 | 9.8 |
请回答下列问题:
(1)“酸浸”前将原料粉碎的目的是____。
(2)流程图中“①加入MnO2”的作用____,MnO2还可以用其他试剂____(填化学式)代替。
(3)流程图中“②调节pH”可以除去某种金属离子,应将溶液pH调节控制的范围是___~7.6。上述流程中,能循环使用的一种物质是___(填化学式)。
(4)向滤液Ⅰ中加入MnS的作用是除去Co2+、Ni2+等离子,其中可以发生反应为MnS(s)+Ni2+(aq)=NiS(s)+Mn2+(aq)等。当该反应完全后,滤液2中的Mn2+与Ni2+的物质的量浓度之比是___[已知Ksp(MnS)=2.8×10-10,Ksp(NiS)=2.0×10-21]。
(5)在适当条件下,在MnSO4、H2SO4和H2O为体系的电解液中电解也可获得MnO2,其阳极电极反应式为____。
(6)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=___。
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【题目】CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)研究表明CO2和H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。己知部分反应的热化学方程式如下:
CH3OH(g)+ 3/2O2(g) =CO2(g)+2H2O(1) ΔH1=a kJ·mol1
H2(g)+1/2O2(g) =H2O(1) ΔH2=b kJ·mol1
H2O(g) = H2O(l) ΔH3=c kJ·mol1
则 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=_______kJ·mol1
(2)为研究CO2与CO之间的转化,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH,反应达平衡后,测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)%)的影响如图所示。
回答下列问题:
①压强p1、p2、p3的大小关系是______;Ka 、 Kb 、 Kc 为a、b、c三点对应的平衡常数,则其大小关系是______。
②900℃、1.0 MPa时,足量碳与a molCO2反应达平衡后,CO2的转化率为________ (保留三位有效数字),该反应的平衡常数Kp=______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4 为催化剂,可以将CO2 和CH4 直接转化成乙酸,CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300 ℃时,乙酸的生成速率降低的主要原因是_______。
(4)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯,其原理如图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为__________;每生成0.5mol乙烯,理论上需消耗铅蓄电池中_____mol硫酸。
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【题目】用下列装置验证SO2的某些性质(加热及夹持装置略去)。
(1)装有浓硫酸的仪器名称是____________。
(2)铜与浓硫酸反应的化学方程式是____________________________________。
(3)能验证SO2具有氧化性的实验现象是_____________________________。
(4)装有BaCl2溶液的试管中无任何现象,将其分成两份,分别滴加氨水和氯水,均产生白色沉淀,沉淀的化学式分别是______,_____。
(5)写出SO2显示还原性并生成白色沉淀的总的离子方程式____________________________。
(6)能验证SO2具有酸性氧化物的通性的实验现象_____。若通入过量的SO2,则其总反应的离子反应方程式是_________。
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