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世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或受热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下:
(1)ClO2中所有原子 (填“是”或“不是”)都满足8电子结构。上图所示方法制得的混合气中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,除去该杂质气体可选用 __;
A.饱和食盐水 B.碱石灰 C.浓硫酸 D.蒸馏水
(2)稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品。下列说法正确的是 ;
A.二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B.应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期
C.稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
D.在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和监测及警报装置
(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备,但该方法缺点是产率低、产品难以分离,还可能污染环境。写出该方法发生的化学方程式 ;
(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备,化学方程式是
,此法相比欧洲方法的优点是
(5)科学家又研究出了一种新的制备方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学反应方程式为 ,此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是____ 。
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硫铁矿又称黄铁矿(主要成分FeS2,杂质不含硫元素),是地壳中分布最广的硫化物。因其浅黄的颜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称“愚人金”。
工业上硫铁矿主要用于接触法制造硫酸,其反应原理为:
①FeS2与O2高温下反应生成SO2;
②SO2在催化剂作用下与O2反应生成SO3;
③SO3与H2O反应生成H2SO4.
(1)若1.00吨 SO2与O2的混合气体中含SO2 0.40吨,在一定条件下发生反应②,有80%的SO2发生转化,则反应后混合气体中SO3的质量分数是_________。
(2)现用80吨硫铁矿制硫酸,最后生产出100吨98%的硫酸。若反应过程中硫元素的损失率为5%,则硫铁矿中FeS2的质量分数为__________________。
(3)在浓硫酸中继续溶解SO3后所形成的液体称发烟硫酸,其浓度通常以游离的SO3含量来表示,如20%的发烟硫酸即表示在硫酸中含有20%的SO3。现有1L含SO330%的发烟硫酸(密度为1.95g/cm3),要把它稀释成质量分数为95%的浓硫酸,需加水约多少?(写出计算过程)
(4)已知:850℃~900℃时,硫铁矿在氧气中煅烧,可能发生下列反应:
①3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2
②4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3,工业上使用过量氧气,当氧气过量20%时,求所得炉气中SO2的体积分数。(写出计算过程)
57.将480 g纯净的FeS2在氧气中完全反应,若所得固体中n(Fe)∶n(O)=4∶a,此时消耗氧气b mol,试写出b与a的关系式_______________________。
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氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料,它是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损。一定条件下,氮气、氢气与四氯化硅反应可以制得氮化硅,化学反应方程式为:3SiCl4+6H2+2N2 → Si3N4+12HCl
氮的氢化物肼(N2H4)是航天火箭发射常用的燃料,二氧化氮作氧化剂。
回答以下问题:
(1)氮原子的最外层电子排布式是_________________;氮元素有多种化合价,写出含2种价态氮的化合物的化学式_________________(举一例)。
(2)硅原子核外电子排布在______________种不同能量的电子亚层上,氮化硅属______________晶体。
(3)上述反应中,属于同一周期的元素符号有_________,用___________________________事实可以比较它们的非金属性强弱。
(4)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间构型是______________;与N2H4分子具有相同电子数的分子有多种,其中具有可燃性的物质是_________(举一例)。
(5)肼作火箭发射燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4(l)+2N2H4(l) → 3N2(g)+4H2O(g)+1038.7kJ若该反应中有4mol N-H键断裂,则形成的气体有_____mol,其中转移电子数目_____。
(6)肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。该物质晶体类型与硫酸铵相同,则其溶液PH_______7(填>、<或=),原因是____________________(用离子方程式表示)
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“蛇纹石石棉”主要成分有二氧化硅、氧化镁和结晶水,它的化学式是Mg6[(OH)4Si2O5]2。
(1)“蛇纹石石棉”的氧化物形式为______________________,其中原子半径最大的元素
在周期表中的位置是______________________。
(2)Si原子的最外层的电子排布式为_____________,SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式
为________________________________________________。
(3) SiCl4比SiO2的熔点_____(填“低”、“高”),原因是__________________________。
(4)从哪些方面不能判断Si和O的非金属性强弱 。
A.利用Si和O在周期表中的位置 |
B.SiO2与水不发生反应 |
C.Si在一定条件下与氧气反应,生成SiO2 |
D.H2SiO3的酸性比H2O的酸性强 |
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工业上利用氨催化氧化后,经过一系列反应可以制备硝酸。
(1)氨气催化氧化的化学方程式为 _
(2)某工厂排出的尾气中NOx的含量为0.56%(体积分数),用氨气可以将其转化为无害气体,发生的反应为:6NOx+4xNH3=(3+2x)N2+6xH2O 若处理1×L(标准状况)该尾气需42.5gNH3,则x= _ 。
(3)NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,必须进行处理。为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。写出净化过程中的总化学反应方程式: 。
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实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量铁铝合金与100mL某浓度的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示(C>0)。
试回答下列问题:
(1)写出反应过程中DE段的离子反应方程式: ,EF段生成含氧元素离子的名称是 。
(2)合金中铁的质量为 g 。
(3)C的值为 mL。
(4)硝酸溶液的物质的量浓度为 mol·L-1
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实验室用图I所示的装置制取干燥的氨气。
(1)A处反应的化学方程式为 。
(2)为收集到干燥的氨气,导管C应接 (填序号)。
(3)装置B中盛装的试剂的名称是 。
(4)在水槽中加入水(含酚酞),将充满氨气的试管倒置于放入水槽中(如图Ⅱ所示),将拇指稍移开试管口,可观察到的现象为_______________ 。
(5)在D、E、F三种气体收集方法中,能用于收集NO的是________(填写序号)。
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碳族元素是形成化合物种类最多的元素。
(1)碳原子2个2p电子的运动状态不相同的方面是_______;C5HxN分子中C、N原于最外层都达到8电子稳定结构,则x的值可能为_______ (选填序号)。
a.10 b.11 c.13 d.15
(2)如图是金刚石晶体的结构示意图。则关于金刚石的描述正确的是 (选填序号)。
a.C-C键键角都为109°28’ b.最小的环由6个C原子构成
c.可溶于非极性溶剂 d.l mol金刚石含有4 mol C-C键
(3)以下比较错误的是________(选填序号)。
a.稳定性SiH4>CH4 b.沸点SiH4>CH4
c.熔点SiC>Si d.键能C=C>C-C
(4)NaBH4是广泛使用的有机反应还原剂,其中H为-1价,SiO2为其制备原料之一。
①配平以下制备NaBH4的化学方程式:□Na2B4O7+□Na+□SiO2+□H2→□NaBH4+□Na2SiO3
②反应中被还原的元素为________。
(5)碳酸钙是石灰石、方解石等的主要成分,可以形成“喀斯特”地貌、钟乳和石笋,有关反应的化学方程式为_________________________________________。
(6)若物质组成相似,可相互推算组成元素的相对原子质量。某学习小组模拟求算锗的相对原子质量,测得了锗酸钠中Na和Ge的质量分数、硅酸钠中Na和Si的质量分数,他们还需查阅的数据是______(选填序号)。
a.氧元素的相对原子质量
b.硅元素的相对原子质量
c.钠元素的相对原子质量
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硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料,其中生产普通玻璃的主要原料有 。
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃-1800℃除生成粗硅外,也可以生产碳化硅,则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为 。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式 。
(3)有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 ;SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为 。
物质 | Si | SiCl4 | SiHCl3 | SiH2Cl2 | SiH3Cl | HCl | SiH4 |
沸点/℃ | 2355 | 57.6 | 31.8 | 8.2 | -30.4 | -84.9 | -111.9 |
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氯水具有多种性质,根据新制氯水分别与如图五种物质发生的反应填空(氯水足量):
(1)a、b、c中反应的离子方程式为: 。
e中的化学反应方程式为 。上述反应中发生了氧化还原反应的是: (填“a”、“b”、“c”或“e”)。
(2)能证明氯水具有漂白性的现象是____________________________。
(3)久置的氯水变为________,用化学反应方程式表示为__________。
(4)实验室保存饱和氯水的方法是_____________________________。
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