【题目】C、O、Na、Cl、Fe、Cu是元素周期表前四周期中的常见元素。
(1)Fe在元素周期表中的位置是_____,Cu基态原子核外电子排布式为________。
(2)C和O的气态氢化物中,较稳定的是________(写化学式)。C的电负性比Cl的________(填“大”或“小”)。
(3)写出Na2O2与CO2反应的化学方程式____________________________。
(4)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接___________个六元环,每个六元环占有___________个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接__________个六元环,六元环中最多有_________个C原子在同一平面。
(5)刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3,任意排放将导致环境污染和资源的浪费,为了使FeCl3循环利用和回收CuCl2,回收过程如下:
①试剂X的化学式为______________;
②若常温下1 L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5 mol·L-1,则加入Cl2和物质X后,过滤。为使溶液铁元素完全转化为Fe(OH)3,而CuCl2 不产生沉淀。则应控制pH的范围是____________________________(设溶液体积保持不变),已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38、Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20、lg5=0.7。
【答案】第四周期第Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d104s1 H2O 小 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 3 2 12 4 CuO 3~4.3
【解析】
(1)Fe是26号元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,因此在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族;Cu是29号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;故答案为:第四周期第Ⅷ族;1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)同周期,非金属性越强,其气态氢化物越稳定,因此较稳定的是H2O;Cl非金属性强,其电负性越大,因此C的电负性比Cl的小;故答案为:H2O;小。
(3)Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,其化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(4)①根据均摊法计算,在石墨烯晶体中,每个C原子被3个六元环共有,每个六元环占有的碳原子数6×=2,所以,每个六元环占有2个C原子;故答案为:3;2。
②在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键,最小的环为6元环,每个单键为3个环共有,则每个C原子连接4×3=12个六元环,六元环为椅式结构,六元环中有两条边平衡,连接的4个原子处于同一平面内,如图;故答案为:12;4。
(5)①W中含有CuCl2、FeCl3,加入X使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,加入的X由于调节溶液pH值,且不引入杂质,X为CuO等;故答案为:CuO。
②常温下1 L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5 mol·L-1,则加入Cl2后溶液中FeCl2转变为FeCl3,因此c(FeCl3)=1 molL1,铜离子开始沉淀时,,
,
,pH = 4.3,铁离子沉淀完全时,
,
,
,pH =3,故溶液pH应控制在3.0~4.3之间;故答案为:3.0~4.3。
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【题目】从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的。乙醚浸取法的主要工艺如图所示:
已知:青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156-157℃,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。乙醚沸点为35℃。下列叙述错误的是( )
A.对青蒿干燥破碎后,加入乙醚的目的是溶解青蒿素
B.操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒
C.操作Ⅱ的名称是过滤
D.操作Ⅲ的主要过程可能是加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
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【题目】常温常压下,某金属有机多孔材料(MOFA)对CO2具有超高的吸附能力,并能催化CO2与环氧丙烷的反应,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.物质a分子中碳原子和氧原子均采取sp3杂化
B.b的一氯代物有3种
C.a生成b的反应类型为取代反应,并有极性共价键形成
D.该材料的吸附作用具有选择性,利用此法可减少CO2的排放
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【题目】微量元素硼对植物生长及人体健康有着十分重要的作用,也广泛应用于新型材料的制备。
(1)基态硼原子的价电子轨道表达式是_______________。与硼处于同周期且相邻的两种元素和硼的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)晶体硼单质的基本结构单元为正二十面体,其能自发地呈现多面体外形,这种性质称为晶体的________。
(3)B的简单氢化物BH3不能游离存在,常倾向于形成较稳定的B2H6或与其他分子结合。
①B2H6分子结构如图,则B原子的杂化方式为________。
②氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是______,写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_____(填化学式)。
(4)以硼酸(H3BO3)为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂。BH的键角是________,立体构型为___________。
(5)磷化硼(BP)是受高度关注的耐磨材料,可作为金属表面的保护层,其结构与金刚石类似,晶胞结构如图所示。磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中,B原子构成的几何形状是_______;已知晶胞边长为458 pm,则磷化硼晶体的密度是____g·cm-3(列式并计算,结果保留两位有效数字,已知4.583=96.07)。
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【题目】下图为元素周期表中短周期的一部分,四种元素均为非稀有气体元素。下列关于这四种元素及其化合物的说法中正确的是
A. 原子半径:W>Z>Y>X
B. 气态氢化物的稳定性:W<Z<X<Y
C. Z的最高价氧化物的水化物可能为强碱
D. W的最高正化合价与负化合价的绝对值可能相等
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【题目】过氧化钙在工农业生产中有广泛的用途。
Ⅰ.过氧化钙制备方法很多。
(1)制备方法一:H2O2溶液与过量的Ca(OH)2悬浊液反应可制备CaO2·8H2O,其化学方程式为______________________________________________________________。
(2)制备方法二:利用反应Ca(s)+O2CaO2(s),在纯氧条件下制取CaO2,实验室模拟装置示意图如下:
请回答下列问题:
①装置A中反应的化学方程式为________________,仪器a的名称为 ___________。
②装置D中盛有的液体是浓硫酸,其作用一是_________;二是_____________。
Ⅱ.水产运输中常向水中加一定量CaO2·8H2O增加溶氧量(DO),水中溶氧量(DO)是用每升水中溶解氧气的质量来表示,其测定步骤及原理为:
a.固氧:碱性下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:2Mn2++O2+4OH=2MnO(OH)2↓;
b.氧化:酸性下,MnO(OH)2将I氧化为I2:MnO(OH)2+2I+4H+=Mn2++I2+3H2O;
c.滴定:用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:2S2O32-+I2=S4O62-+2I。
某同学向水中加一定量CaO2·8H2O,取此水样100.00mL,按上述方法测定水中溶氧量(DO),消耗0.0100mol·L1 Na2S2O3标准溶液13.50mL。
(1)滴定过程中使用的指示剂是_______________________________;
(2)该水样中的溶解氧量(DO)为__________________mg·L1。
(3)步骤b中加入硫酸溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差,写出产生此误差的原因________________________(用离子方程式表示,至少写出2个)。
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【题目】乙醇被称为21世纪的“绿色能源”。由于煤制乙酸工艺成熟、成本低廉,且乙酸相对乙醇有较大的价格差,因此开展乙酸加氢制乙醇的催化反应研究具有重要意义。回答下列问题:
(1)乙酸加氢制乙醇是一个复杂的反应体系,不同的反应条件会导致形成不同的产品分布,主要反应过程如下:
反应①CH3COOH(g) + H2(g)→CH3CHO(g) +H2O(g) H1
反应②CH3CHO(g) +H2(g) →CH3CH2OH(g) △H2
部分副反应如下:
反应③CH3CH2OH(g) + CH3COOH(g)→CH3COOCH2CH3(g) +H2O(g) H3
反应④CH3COOCH2CH3(g) +2H2(g) →2CH3CH2OH(g) H4
H4=___ (用H1、△H2、 H3表示)。
(2)乙酸加氢制乙醇的反应可表示为CH3COOH(g) + 2H2(g)==CH3CH2OH(g) + H2O(g) H<0,欲提高该反应中乙酸的平衡转化率,可采取的两条措施是_________。乙酸加氢生成乙酸乙酯( 副反应)的化学方程式可表示为____________.
(3)在恒温2609°C, 恒压1.4MPa, 原料气以一定的流速通过某催化剂发生乙酸加氢制乙醇等反应,氢/酸(物质的量)投料比对反应的影响如图所示。X乙酸表示乙酸的转化率, S乙醇、S乙酸乙酯分别表示乙醇、乙酸乙酯的选择性,其中,S乙醇=,S乙酸乙酯=
。根据图象及数据分析,最佳氢/酸投料比值是_______________,该条件下,上述反应②____________(填“能”或“不能”)进行到底,理由是____________ ;根据图中曲线变化规律,判断氢/酸投料比=30时,S乙酸乙酯曲线最可能延伸至图中a、b、c中的______点;氢/酸投料比=20时,计算H2的转化率=_______. ( 列出计算式即可,下同),乙醇的分压P乙醇=__________(分压=总压×物质的量分数)。
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【题目】氮化铝(AlN,Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下,AlN可通过反应Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO合成。下列叙述正确的是( )
A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中,每生成1mol AlN需转移3mol电子
C.AlN中氮元素的化合价为+3
D.AlN的摩尔质量为41g
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【题目】石油是工业的血液,与我们的生产、生活息息相关。完成下列填空:
(1)由重油制得汽油的方法是___。
(2)乙烯是重要的石油化工产品。与乙烯互为同系物的是___。(选填编号)
A.CH3CH=CH2 B.CH2=CHCH=CH2
C.CH≡CH D.CH3CH3
(3)聚乙烯安全无毒,可用于制食品包装袋。聚乙烯的结构简式为___。
(4)聚氯乙烯用途广泛,其单体的结构简式为___。请写出由乙炔制取聚氯乙烯的化学方程式___。乙炔还可聚合得到另一种高分子化合物——聚乙炔,聚乙炔___导电(选填“能”或“不能”)。
(5)乙炔在不同的催化条件下加氢可得到不同的产物。请写出乙炔的电子式:___。
下列物质与乙炔加氢得到的某种产物互为同系物的是___多(选填编号)。
A.C2H4 B.C3H8 C. D.CH2=CHCH3
(6)乙炔能使溴水褪色、说明乙炔能发生___反应(填反应类型);乙炔能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明乙炔容易被___。
(7)乙炔在一定条件下三聚得到CH2=CH—C≡C—CH=CH2,写出与该三聚物具有相同化学式且不易发生加成反应的物质的结构简式___。该物质的同系物中苯环上一氯代物只有一种的物质的结构简式为___(举一例):。
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