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【题目】下表列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价,回答下列问题:
元素名称 | 钪 | 钛 | 钒 | 铬 | 锰 |
元素符号 | Sc | Ti | V | Cr | Mn |
核电荷数 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
最高正价 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 |
(1) 按要求完成填充:
①Sc的价电子排布___________________________________________________________ ;
②Ti外围电子排布____________________________________________________________;
③用“原子实”表示V的核外电子排布___________________________________________;
④ 用轨道表示式表示Mn的特征电子排布 _______________________________________。
(2)已知基态铬原子的电子排布是1s22s22p63s23p63d54s1,并不符合构造原理。人们常常会碰到客观事实与理论不相吻合的问题,当你遇到这样的问题时,你的态度是_________________________。
(3)对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价,你发现的规律是_____出现这一现象的原因是________________________________________________________。
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【题目】完成下列问题。
(1)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)薄膜电池等.
①As的基态原子的电子排布式[Ar]_______________.
②第一电离能:As___Ga(填“>”、“<”或“=”).
(2)配合物Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,易溶于 CCl4 中,则Fe(CO)5是______分子(非极性或极性)。
(3)BF3常温下是气体,有强烈的接受孤电子对的倾向。BF3与NH3相遇,立即生成白色固体。BF3的杂化轨道类型为:____ ;写出该白色固体的结构式,并标注出其中的配位键___________。
(4)下列有关说法不正确的是____。
A.沸点:NH3 >PH3,CH3OH > HCHO
B.SO2与CO2的化学性质有些类似,但空间结构与杂化方式不同
C.熔、沸点: SiF4< SiCl4< SiBr4 <SiI4 , 原因是分子中共价键键能逐渐增大
D.熔点: CaO > KCl > KBr,原因是晶格能逐渐减小
(5)钠钾合金属于金属晶体,某种合金的晶胞结构如图所示,晶体中K 原子的配位数为______;已知金属原子半径r(Na)、r(K),计算晶体的空间利用率 __________(假设原子是刚性球体)
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【题目】实验室用镁还原硝基苯制取反式偶氮苯。实验原理如下:
2+4Mg+8CH3OH→+4Mg(OCH3)2+4H2O
已知:①Mg(OCH3)2在水中极易水解。
②反式偶氮苯产品在紫外线照射后部分转化为顺式偶氮苯。
⑴在反应装置中,加入原料及溶剂,搅拌下加热回流。反应加入的镁条应用砂纸打磨干净的的原因是___________。
⑵反应结束后将反应液倒入冰水中,用乙酸中和至中性,即有反式偶氮苯粗产品析出,抽滤,滤渣用95%乙醇水溶液重结晶提纯。
①为了得到较大颗粒的晶体,加入乙酸时需要___________(填“缓慢加入”、“快速加入”)。
②烧杯中的反式偶氮苯转入布氏漏斗时,杯壁上往往还粘有少量晶体,需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗,下列液体最合适的是___________。
A.冰水 B.饱和NaCl溶液
C.95%乙醇水溶液 D.滤液
③抽滤完毕,应先断开___________之间的橡皮管,以防倒吸。
④重结晶操作包括“加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥”。上述重结晶过程中的___________操作除去了不溶性杂质。
⑶薄层色谱分析中,极性弱的物质,在溶剂中扩散更快。某同学采用薄层色谱分析所得偶氮苯,实验开始时和展开后的斑点如图所示,则反式偶氮苯比顺式偶氮苯的分子极性___________(填“强”或“弱”)。
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【题目】研究氮氧化物反应机理,对于控制汽车尾气、保护环境有重要意义。
(1)NO在空气中存在如下反应:2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ΔH,上述反应分两步完成,其中第一步反应①如下,写出第二步反应②的热化学方程式(其反应的焓变ΔH2用含ΔH、ΔH1的式子来表示): ① 2NO(g) N2O2(g)ΔH1<0,② ___________;
(2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应的热化学方程式为: 4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)△H=-1811.63KJ/mol;反应在恒容密闭容器中进行,在其它相条件同时,选用不同的催化剂,反应产生N2的物质的量随时间变化如图所示。
①在催化剂A的作用下,经过相同时间,测得脱氮率随反应温度的变化情况如图2所示,据图可知,在相同的时间内,300℃之前,温度升高脱氮率逐渐增大,300℃之后温度升高脱氮率逐渐减小(催化剂均末失效),写出300℃之后脱氮率减小的原因是_________。
②其他条件相同时,请在图中补充在催化剂B作用下脱氮率随温度变化的曲线________。
(3)工业制HNO3的尾气中含有的NO2和NO常用NaOH溶液吸收,反应的化学方程式为:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,现有平均组成为NOx的NO、NO2混合气体,通入足量的NaOH溶液中,充分反应后没有气体剩余,则:
①x的取值范围为_________________。
②反应后溶液中n(NO2-)︰n(NO3-)=____________________。(用含x的代数式表示)
(4)电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路,原理是将NOx在电解池中分解成无污染的N2和O2除去,如图示,两电极间是新型固体氧化物陶瓷,在一定条件下可自由传导O2-,电解池阴极反应为___。
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【题目】工、农业废水以及生活污水中浓度较高的会造成氮污染。工业上处理水体中的一种方法是零价铁化学还原法。某化学小组用废铁屑和硝酸盐溶液模拟此过程,实验如下。
(1)先用稀硫酸洗去废铁屑表面的铁锈,然后用蒸馏水将铁屑洗净。
①除锈反应的离子反程式是__________。
②判断铁屑洗净的方法是__________。
(2)将KNO3溶液的pH调至2.5。从氧化还原的角度分析调低溶液pH的原因是__________。
(3)将上述处理过的足量铁屑投入(2)的溶液中。如图表示该反应过程中,体系内相关离子浓度、pH随时间变化的关系。请根据图中信息回答:
①t1时刻前该反应的离子方程式是__________。
②t2时刻后,该反应仍在进行,溶液中的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是__________。
(4)铁屑与KNO3溶液反应过程中向溶液中加入炭粉,可以增大该反应的速率,提高的去除效果,其原因是__________。
【答案】 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 测最后一次洗涤液的pH,若为7,则说明铁屑已洗净(或取少量最后一次洗涤液加入BaCl2溶液,若无明显现象,则说明铁屑已洗净) 在酸性条件下的氧化性强,易被铁屑还原 4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O 生成的Fe2+水解 炭粉和铁构成了无数微小的原电池加快反应速率
【解析】(1). ①. 铁锈的主要成分是Fe2O3,与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的离子方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
②. 判断铁屑是否洗净的方法是测最后一次洗涤液的pH,若为7,则说明铁屑已洗净,故答案为:测最后一次洗涤液的pH,若为7,则说明铁屑已洗净;
(2). pH调至2.5,是因为NO3-在酸性条件下的氧化性强,易被铁屑还原,故答案为:NO3-在酸性条件下的氧化性强,易被铁屑还原;
(3). ①. 根据图示可知,在t1时刻前,硝酸根离子、氢离子浓度逐渐减小,亚铁离子浓度增大,则在t1时刻前是金属铁和硝酸之间的反应,即4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O,故答案为:4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O;
②. 根据反应4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O可知,溶液中NH4+的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,所以原因是生成的Fe2+水解所致,故答案为:生成的Fe2+水解;
(4). 构成原电池可以加快化学反应速率,炭粉和铁屑构成了无数微小的原电池加快反应速率,故答案为:炭粉和铁构成了无数微小的原电池加快反应速率。
点睛:本题主要考查硝酸、铁及其化合物的化学性质,试题难度中等。熟练掌握硝酸的化学性质和铁及其化合物的性质是解答本题的关键,本题的难点是第(3)问,解答本问时,需先仔细审图,根据图示得出t1时刻前,硝酸根离子、氢离子浓度是逐渐减小的,亚铁离子浓度是逐渐增大的,所以t1时刻前是金属铁和硝酸之间的反应,随着反应的进行,溶液中铵根离子浓度在增大,亚铁离子的浓度却没有增大,说明是生成的亚铁离子发生了水解反应,据此解答本题即可。
【题型】综合题
【结束】
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【题目】含有K2Cr2O7的废水具有较强的毒性,工业上常用钡盐沉淀法处理含有K2Cr2O7的废水并回收重铬酸,具体的流程如下:
已知:CaCr2O7、BaCr2O7易溶于水,其它几种盐在常温下的溶度积常数如下表所示。
物质 | CaSO4 | CaCrO4 | BaCrO4 | BaSO4 |
溶度积 | 9.1×10-6 | 2.30×10-2 | 1.17×10-10 | 1.08×10-10 |
(1)用离子方程式表示K2Cr2O7溶液中同时存在K2CrO4的原因(将离子方程式补充完整):
+__________=+__________。____________
(2)向滤液1中加入BaCl2·2H2O的目的,是使从溶液中沉淀出来。
①结合上述流程说明熟石灰的作用:__________。
②结合表中数据,说明选用Ba2+而不选用Ca2+处理废水的理由:__________。
③研究温度对沉淀效率的影响。实验结果如下:在相同的时间间隔内,不同温度下的沉淀率,如下图所示。
已知:BaCrO4(s) Ba2+(aq)+ ΔH>0
的沉淀效率随温度变化的原因是__________。
(3)向固体2中加入硫酸,回收重铬酸。
①硫酸浓度对重铬酸的回收率如下图所示。结合化学平衡移动原理,解释使用0.450mol/L的硫酸时,重铬酸的回收率明显高于使用0.225mol/L的硫酸的原因:__________。
②回收重铬酸的原理如图所示。当硫酸浓度高于0.450mol/L时,重铬酸的回收率没有明显变化,其原因是__________。
(4)综上所述,沉淀BaCrO4并进一步回收重铬酸的效果与__________有关。
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【题目】有相对原子质量均大于10的A、B两种元素,原子核内质子数等于中子数。它们能形成气态化合物X和Y。已知等物质的量的X和Y的混合物的密度是同条件下氢气密度的18.5倍,其中X和Y的质量比为3:4.4,经测定X的组成为AB,Y的组成为AnB,试通过计算确定:A、B各是什么元素______________?写出X、Y的化学式______________。
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【题目】今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是
A. 原子半径:W<X
B. 常温常压下,Y单质为固态
C. 气态氢化物热稳定性:Z<W
D. X的最高价氧化物的水化物是强碱
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【题目】一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:,平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示,下列说法正确的是
A.时,若充入惰性气体,、逆均减小,平衡不移动
B.时,反应达平衡后的转化率为
C.时,若充入等体积的和CO,平衡向逆反应方向移动
D.平衡常数的关系:
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【题目】NiSO4·xH2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于镀镍、电池等,可由电镀废渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得.操作步骤如图:
(1)在待镀件上镀镍时,待镀件应作____极,电镀过程中电解质溶液浓度___ (填“增大”、“减小”、“不变”)
(2)向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+等杂质,则除去Cu2+的离子方程式为_____________.当Zn2+恰好沉淀完全时,在CuS、ZnS共存的混合液中c(Zn2+)=10﹣5mol/L,则c(Cu2+)=______mol/L(已知Ksp(CuS)=1.3×10﹣36,Ksp(ZnS)=1.6×10﹣24).
(3)对滤液Ⅱ中先加H2O2再调pH,调pH的目的是______________________________________________________________________.
(4)为测定NiSO4·xH2O晶体x的值,称取26.3g晶体加热至充全失去结晶水,剩余固体15.5g,则x的值等于__________________.
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【题目】为了检验淀粉水解的产物,设计如下实验方案:
请回答下列问题:
(1)试剂1为20%的H2SO4溶液,其作用是_________;
(2)试剂2为_________NaOH溶液,其作用是_________,使检验水解产物的实验得以顺利进行;发生反应的离子方程式为:_________;
(3)反应①的化学方程式为_________;
(4)为检验淀粉液是否已完全水解,取少量水解液于试管中,加入碘水,则证明淀粉未完全水解的现象是_________;
(5)如果实验过程中没有加入试剂2而直接加入试剂3,能否实现实验目的_________(填”能”或”否”)否,若不能,其原因是_________硫酸能溶解Cu(OH)2而使实验失败,最简单的改正措施是_________。
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