【题目】X、Y、Z、R、Q、M是六种短周期元素,原子序数依次增大。X是原子半径最小的元素,Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,Z为地壳中含量最多的元素,R与X同主族;Y、R、Q最外层电子数之和为8,M的单质为黄绿色有害气体。请回答下列问题:
(1)R在元素周期表中的位置为__________________。
(2)Z、Q、M简单离子半径由大到小的顺序为(写元素离子符号)_______________。
(3)X、Y、Z三种元素形成盐类化合物的水溶液呈酸性的原因:________________(用离子方程式表示)。溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为______________。
(4)YX4M的电子式为______________,Q3Y2与水可剧烈反应,产生沉淀与气体,反应的化学方程式为_________________________________。
(5)M的单质与R的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为______________。
【答案】第三周期ⅠA族Cl->O2->Mg2+NH4++H2ONH3·H2O+H+c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑Cl2+2OH-==ClO-+Cl-+H2O
【解析】
X、Y、Z、R、Q、M是六种短周期元素,原子序数依次增大。X是原子半径最小的元素,故X为H元素;Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故为氨气,则Y为N元素;Z为地壳中含量最多的元素,故Z为O元素;R与X同主族,且原子序数大于8,故R为Na元素;Y、R、Q最外层电子数之和为8,故Q的最外层有2个电子,且原子序数比11大,故为Mg元素;M的单质黄绿色有害气体,故M为Cl元素。
(1)R为Na元素,其原子序数为11,位于周期表中第三周期第IA族;
(2)Z、Q、M简单离子分别为O2-、Mg2+、Cl-,而微粒的电子层数越多,则半径越大,故Cl-的半径最大;当电子层数相同时,核电荷数越多,则半径越小,故Mg2+的半径最小,故简单离子半径由大到小的顺序为Cl->O2->Mg2+;
(3) H、N、O三种元素形成的盐类化合物为NH4NO3,溶液呈酸性,其原因是铵根离子水解,离子方程式为:NH4++H2ONH3·H2O+H+;溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) ;
(4) H、N、Cl形成的化合物为NH4Cl,为离子化合物,其电子式为;
Q3Y2为Mg3N2,在水溶液中发生双水解生成氢氧化镁和氨气,反应的化学方程式为:Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑;
(5)M的单质即为氯气,与R的最高价氧化物对应的水化物即为NaOH反应,生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为: Cl2+2OH-==ClO-+Cl-+H2O。
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【题目】我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
I.已知反应Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1,该反应在
1000℃的平衡常数等于4。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1. 0mol,反应经过l0min后达到平衡。
(1)CO的平衡转化率=____________
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________
(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容器 | 反应物投入的量 | 反应物的 | CH3OH的浓度 | 能量变化 |
甲 | 1mol CO和2mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1kJ热量 |
乙 | 1mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
丙 | 2mol CO和4mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3kJ热量 |
则下列关系正确的是________
A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.2α1=α3 D.α1+α2=1
E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
Ⅲ.以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:
(1)B极上的电极反应式为
(2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为 (标况下)。
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【题目】有机物A只含有C、H、O三种元素,常用作有机合成的中间体。16.8 g该有机物燃烧生成44.0 g CO2和14.4 g H2O;质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱分析表明A分子中含有O—H键和位于分子端的C≡C键,核磁共振氢谱上有三个峰,峰面积之比为6∶1∶1。
(1)A的分子式是____________。
(2)下列物质中,一定条件下能与A发生反应的是_________________。
A.H2B.Na C.酸性KMnO4溶液 D.Br2
(3)A的结构简式是________________________。
(4)有机物B是A的同分异构体,1 mol B可与1 mol Br2加成。该有机物中所有碳原子在同一个平面上,没有顺反异构现象。B的结构简式是______________________。
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【题目】一种高能纳米级Fe3S4和镁的二次电池,其工作原理为:Fe3S4+4Mg3Fe+4MgS,装置如图所示。下列说法不正确的是
A. 放电时,电路中转移0.5mol电子则阴离子交换膜上移动0.5molS2—
B. 放电时,正极的电极反应式为Fe3S4+8e-=3Fe+4S2—
C. 充电时,阴极的电极反应式为MgS+2e-=Mg+S2—
D. 充电时,S2—从阴离子交换膜左侧向右侧迁移
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【题目】25℃时。有c(CH3COOH)+ c(CH3COO-)=0.1mol/L的醋酸、醋酸钠混合溶液,c(CH3COOH)、c(CH3COO-) 与pH的关系如图所示。下列有关溶液的叙述不正确的是。
A. pH=5.5的溶液中c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B. 溶液中:c(H+)+ c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C. 由W点可以求出25℃时CH3COOH的电离常数
D. pH=4的溶液中: c(H+)+ c(Na+)+c(CH3COOH)=0.1mol/L
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【题目】氨和硝酸都是重要的工业原料。
(1)标准状况下,将500 L氨气溶于水形成1 L氨水,则此氨水的物质的量浓度为__mol· L-1(保留三位有效数字)。工业上常用过量氨水吸收二氧化硫,该反应的化学方程式为__。
(2)氨氧化法是工业生产中合成硝酸的主要途径。合成的第一步是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮,该反应的化学方程式为__。
下列反应中的氨与氨氧化法中的氨作用相同的是__。
A.2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑ B.2NH3+3CuO===3Cu+N2+3H2O
C.4NH3+6NO===5N2+6H2O D.HNO3+NH3===NH4NO3
工业中的尾气(假设只有NO和NO2)用烧碱进行吸收,反应的离子方程式为2NO2+2OH﹣===NO2-+NO3-+H2O和NO+NO2+2OH﹣===□ +H2O(配平该方程式)。______________
(3)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀HNO3500 mL,反应过程中产生的气体只有NO。固体完全溶解后,在所得溶液(金属阳离子只有Cu2+)中加入1 L 1 mol·L-1的NaOH溶液使金属离子恰好完全沉淀,此时溶液呈中性,所得沉淀质量为39.2 g。
①Cu与稀HNO3反应的离子方程式为__。
②Cu与Cu2O 的物质的量之比为__。
③HNO3的物质的量浓度为__mol·L-1。
(4)有H2SO4和HNO3的混合溶液20 mL,加入0.25 molL﹣1Ba(OH)2溶液时,生成沉淀的质量w(g)和Ba(OH)2溶液的体积V(mL)的关系如图所示(C 点混合液呈中性)。则原混合液中H2SO4的物质的量浓度为__mol·L-1,HNO3的物质的量浓度为__mol·L-1。
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【题目】下列实验不合理的是
A. 用浓硫酸干燥SO2,选③
B. 从食盐溶液中获取NaCl,选②
C. 除去自来水中的Cl-,制纯净水,选④和①
D. 除去Fe(OH)3胶体中的难溶物,选④
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【题目】卤素元素是非金属性很强的一类元素,能形成多种物质。
(1)氯气能氧化许多种还原剂,同时在适当条件下又可发生自身氧化还原反应。
①将足量的氯气通入到H2S溶液中,再向所得的溶液中加入用盐酸酸化的BaCl2溶液可得到白色沉淀,写出前一个反应的离子方程式:____________________________。
②将0.1molCl2缓慢通入到amL、浓度为2mol/L的KOH溶液中,二者恰好反应完,测得溶液c(ClO-)∶c(ClO3-)∶c(Cl-)=2∶1∶7,则a=______________。
(2)KClO3是一种重要的氧化剂,工业上制备KClO3的方法之一如下:
①写出电解时反应的化学方程式:_______________________________。
②相同温度下,两种氯酸盐的溶解度相对大小:NaClO3___________KClO3(填“>”或“<”)。
③KClO3在MnO2的催化作用下加热分解生成氧气的反应历程如下,请填写空白处:
2KClO3+2MnO22KMnO4+Cl2↑+O2↑;
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,
K2MnO4+Cl2O2↑+___________+___________。
反应结束后将固体混合物分离开的主要操作是__________________________。
(3)已知Cl2O是酸性氧化物,将Cl2O通入到水中可得到一种酸性溶液,请写出该溶液具有的除酸性外的一种化学性质______________。若将该气体通入到NaOH溶液中恰好完全反应,则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________________。
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【题目】硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)SiO2是玻璃的成分之一,SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为______________________________,工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。
(2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧,体现Na2SiO3的用途可作________的原料。
(3)工业上常用2C+SiO2Si+2CO↑制备硅单质,该反应中有元素化合价升高的物质是________(填化学式,下同),氧化剂是________。
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