【题目】有关元素W、X、Y、Z的信息如下,请用化学用语完成下列问题:
元素 | 信息 |
W | 所在主族序数与所在周期序数之差为4,其单质在常温下呈黄绿色 |
X | X+的电子层结构与Ne相同 |
Y | 生活中常见的金属,其制品在潮湿的空气中会生锈 |
Z | 地壳中含量最多的金属元素 |
(1)请写出Z元素在周期表中的位置________。请写出Z高价氧化物的水化物与X最高价氧化物水化物反应的离子方程式________。
(2)X在空气中加热,生成一种淡黄色固体,该固体的电子式是________。
(3)以铜棒、石墨为电极材料,YW3溶液为电解质溶液,形成如图所示的原电池,则该原电池正极的电极反应式为________。如何检验正极反应的产物离子,请简述操作过程及现象________,________。
(4)Y和Z单质混合物质量为3.28g,总物质的量为0.1mol。加入足量盐酸溶解,再加入适量H2O2溶液,然后加入氨水恰好完全沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到固体的质量为________g。加入H2O2溶液反应的离子方程式为________。
【答案】第三周期ⅢA族 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O Fe3++e-=Fe2+ 取反应后溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4溶液) 产生沉淀(或溶液褐色) 8.38g 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
【解析】
W所在主族序数与所在周期序数之差为4,其单质在常温下呈黄绿色,则为Cl;X+的电子层结构与Ne相同,X为Na;Y生活中常见的金属,其制品在潮湿的空气中会生锈则为Fe;Z地壳中含量最多的金属元素则为Al。
(1)Z为Al元素,为第三周期IIIA族元素,Z高价氧化物的水化物氢氧化铝与X最高价氧化物水化物氢氧化钠反应生成偏铝酸钠及水,离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(2)钠与氧气反应生成过氧化钠,电子式为;
(3)以铜棒、石墨为电极材料,氯化铁溶液为电解质溶液,形成原电池,正极为碳,溶液中铁离子得电子变为亚铁离子,为Fe3++e-=Fe2+,检验亚铁离子方法为取反应后溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4溶液),产生沉淀(或溶液褐色),则说明有二价铁;
(4)Fe与Al混合物3.28g,总物质的量为0.1mol,则可以计算出各固体物质的量,设Fe为xmol,Al为ymol,则有,解得,加入足量盐酸溶解,再加入适量H2O2溶液,然后加入氨水恰好完全沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到固体氢氧化铝与氢氧化铁质量为0.02×107+0.08×78=8.38g,加入H2O2是为了氧化二价铁为铁离子,故反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
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【题目】以煤为原料可合成一系列燃料。
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,
②CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ/mol
请写出甲醇燃烧生成H2O(g)的热化学方程式_________;
(2)向1 L密闭容器中加入2 mol CO、4 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(l)+H2O(l) ΔH=+71 kJ/mol
①该反应能否_________自发进行(填“能”、“不能”或“无法判断”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_________.
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变 b.CO和H2的转化率相等
c.CO和H2的体积分数保持不变 d.混合气体的密度保持不变
e.1 mol CO生成的同时有1 mol O-H键断裂
(3)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0在一定条件下,某反应过程中部分数据如下表:
反应条件 | 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
恒温恒容 (T1℃、2L) | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min | 4.5 | ||||
20min | 1 | ||||
30min | 1 |
①0~10 min内,用H2O(g)表示的化学反应速率v(H2O)=_________mol/(L·min);
span>②达到平衡时,该反应的平衡常数K=_________(用分数表示),平衡时H2的转化率是_________;
③在其他条件不变的情况下,若30 min时向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”);
(4)用甲醚(CH3OCH3)作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极反应式_________。
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【题目】二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,易溶于水,在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。回答下列问题:
(1)某小组设计了如下图所示的实验装置用于制备ClO2。
①通入氮气的主要作用有2个,一是可以起到搅拌作用,二是__________。
②装置B的作用是_________。
③当看到装置C中导管液面上升时应进行的操作是________。
(2)用0.1000mol·L-1的Na2S2O3标准液测定装置C中ClO2溶液的浓度。原理:2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O , I2+2S2O32- = 2I- +S4O62-
①配制0.1000molL-1的Na2S2O3标准溶液时所需仪器除在如图所示的仪器中进行选择外,还需用到的玻璃仪器是________(填仪器名称)
②在实验中其他操作均正确,若定容时仰视刻度线,则所得溶液浓度___0.1000molL-1(填“>”、“<”或“=”,下同);若Na2S2O3标准溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则所得溶液浓度___0.1000molL-1。
③取10mLC中溶液于锥形瓶中,加入足量的KI溶液和H2SO4酸化,然后加入___________作指示剂,测得标准液消耗的体积为20.00mL,通过计算可知C中ClO2溶液的浓度为________ mol·L-1。
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【题目】二氧化硅晶体是立体的网状结构,其结构如图所示。
下列关于二氧化硅晶体网状结构的叙述正确的是
A. 存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角
B. 在最小的环上,有3个Si原子和3个O原子
C. 在最小的环上,Si和O的原子个数之比为1∶2
D. 在最小的环上,有6个Si原子和6个O原子
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【题目】复旦大学王永刚的研究团队制得一种柔性水系锌电池,该可充电电池以锌盐溶液作为电解液,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.放电时,N极发生还原反应
B.充电时,Zn2+向M极移动
C.放电时,每生成1 mol PTO- Zn2+ ,M极溶解Zn的质量为260 g
D.充电时,N极的电极反应式为2PTO+8e- +4Zn2+=PTO- Zn2+
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【题目】某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完成吸收投篮有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置,以下对电源电极名称和消毒液和主要成分判断正确的是( )
A.a为正极,b为负极:NaClO和NaCl
B.a为负极,b为正极:NaClO和NaCl
C.a为阳极,b为阴极:HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极:HClO和NaCl
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【题目】如图所示过程除去 AlCl3溶液中含有的 Mg2+、K+ 杂质离子并尽可能减小 AlCl3 的损失。下列说法正确的是
A.NaOH 溶液可以用Ba(OH)2溶液来代替B.溶液a中含有 Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-
C.溶液 b 中只含有 NaClD.向溶液a和沉淀a中滴加盐酸都要过量
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【题目】CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)如图是反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH________0 (填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______ K2 (填“>”、“<”或“=”)。在T1温度下,往体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO和2 mol H2,经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。则该反应的平衡常数为______________。
③若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是________(填字母)。
a.升高温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.使用合适的催化剂 d.充入He,使体系总压强增大
(2)在容积为1 L的恒容容器中,分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。如图是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是________℃;曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为________________。
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