A、B、X、Y、Z、W六种短周期主族元素,A是地壳中含量最多的金属元素,短周期主族元素中B的原子半径最大,X、Y、Z、W元素在周期表中的相对位置如下图所示,其中Z元素原子最外层电子数是电子层数的2倍。请回答下列
问题:
(1)W的最高价氧化物化学式是 ;Z的原子结构示意图为 。
(2)A、B各自最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为 。
(3)AW3可用于净水,其原理是 。(请用离子方程式表示)
(4)工业合成X的简单气态氢化物是放热反应。下列措施中既能提高
反应速率,又能提高原料转化率的是 。
a.升高温度
b.加入催化剂
c.将X的简单气态氢化物及时移离
d.增大反应体系的压强
(5)标准状况下,2.24L X的简单气态氢化物被200 mL l mol L-1X的最高价氧化物对应的水化物溶液吸收后,所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是(用离子符号表示) 。
(6)WY2在杀菌消毒的同时,可将剧毒氰化物氧化成无毒气体而除去,写出用WY2(沸点9.9℃)氧化除去CN-的离子方程式 。
25℃时,如果取0.1 mol·L-1HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因是 (用离子方程式表示);
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+) 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中由水电离出的 c(H+);(选填“>”、“<”、或“=”)
(3)求出混合液的下列算式的精确计算结果(填具体数字):c(Na+)-c (A-)= mol·L-1;
(4)已知NH4A溶液是中性,又知将HA溶液加入到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7 (选填“>”、“<”或“=”);
(5)将相同温度下浓度相同的四种盐溶液:
A.NH4HCO3 | B.NH4A | C.(NH4)2SO4 | D.NH4Cl |
按pH由大到小的顺序排列 (填序号)
Na2CO3俗称纯碱、苏打,NaHCO3俗称小苏打,两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你根据所学知识帮他们完成有关的设计和实验。
(1)甲同学测定两者的酸碱性:各取一定量的固体溶于水,配成相同浓度的溶液,测定其pH值,测定结果为Na2CO3、NaHCO3的pH分别为a和b(a、b均大于7),则a b(填“大于”“等于”或“小于”),测定溶液的pH值所用的主要仪器有:pH试纸、表面皿、 和标准比色卡。
(2)有关①100mL0.1 mol·L-1NaHCO3、 ②100mL0.1 mol·L-1Na2CO3,两种溶液的叙述不正确是
A.NaHCO3溶液中:c (H+)+c (Na+)=" c" (HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-) |
B.Na2CO3溶液中:2c (Na+)=" c" (HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3) |
C.①溶液中:c(CO32-)>c(H2CO3) |
D.②溶液中:c(HCO3-)>c(H2CO3) |
(3)乙同学取一定量的碳酸钠溶液于试管中,滴加2~3滴酚酞试液,发现溶液变红,继续滴加BaCl2溶液,预计可观察到 ,请你结合必要的离子方程式,应用平衡的观点解释有关现象的产生: 。
(4)丙同学往10mL0.10 mol·L-1的Na2CO3溶液中逐滴滴加0.10 mol·L-1的HCl,当溶液中的:
c(Na+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),此时溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),所用HCl的体积 10mL。(填“大于”“等于”或“小于”)
(5)已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9,不考虑其它因素影响,现将0.40 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.20 mol·L-1的CaCl2溶液等体积混合,则混合后溶液中Ca2+浓度为 mol·L-1。
水溶液中的行为是中学化学的重要内容。
(1)25 ℃时,某溶液中由水电离出c(H+)=1×10-10 mol/L,该溶液pH为_______________。
(2)25 ℃时,测得亚硫酸氢钠溶液的pH<7,解释该溶液显酸性的原因(用离子方程式表示,并作适当解释) 。
(3)电离常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知:
化学式 |
电离常数(25 ℃) |
HCN |
K=4.9×10-10 |
HClO |
K=3×10-8 |
H2CO3 |
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
25 ℃时,将浓度相同的四种盐溶液:① NaCN ② NaClO ③ Na2CO3 ④ NaHCO3,按pH由大到小的顺序排列 (填序号),向84消毒液中通入少量的CO2,该反应的化学方程式为 。
(4)25 ℃时,将n mol·L-1的氨水与0.2mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显_______________性(填“酸”、“碱”或“中”), NH3·H2O的电离常数Kb=_____________(用含n的代数式表示)。
室温下,某同学将某一元酸HX和NaOH溶液等体积混合,测得两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 |
HX物质的量 浓度(mol/L) |
NaOH物质的 量浓度(mol/L) |
混合溶液的pH |
甲 |
0.2 |
0.2 |
pH=a |
乙 |
c1 |
0.2 |
pH=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
丁 |
c2 |
c2 |
pH=10 |
请回答:
(1)不考虑其他组的实验结果,单从甲组情况分析,若HX为强酸,则a 7(填“>”“<”或“=”);若HX为弱酸,则a 7(填“>”“<”或“=”)。
(2)在乙组混合溶液中离子浓度c(X-)与c(Na+)的大小关系是 。
A.前者大 B.后者大 C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,HX是 酸(填“强”或“弱”),该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)= mol/L。
(1)室温下pH=9的NaOH溶液和pH=9的CH3COONa溶液,设由水电离产生的OH-的物质的量浓度分别为A和B,则A和B的关系为 。
(2)在纯碱溶液中滴入酚酞,溶液变红色,若在该溶液中再滴入过量的BaCl2溶液,所观察到的现象是 ,其原因是 。
(3)对于盐AmBn的溶液:
①若为强酸弱碱盐,其水解的离子方程式是 ;
②若为弱酸强碱盐,其水解的离子方程式是 。
(4)已知KSP (Ag2CrO4)=1.12×10-12,将等体积的4×10-3mo1·L-1的AgNO3和4×10-3mo1·L–1K2CrO4混合,________产生Ag2CrO4沉淀(填“能”或“不能”)。
食醋(主要成分CH3COOH )、纯碱(Na2CO3 )和小苏打(NaHCO3 )均为家庭厨房中常用的物质。已知:
请回答下列问题:
(1)定温度下,向0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中加入少量CH3COONa 晶体时,下列说法正确的是____(填代号)。
a.溶液的pH增大
b.CH3COOH的电离程度增大
c.溶液的导电能力减弱
d.溶液中c(OH- ).c(H+)不变
(2)25℃时,0.10 mol·L-1Na2CO3溶液的pH=11,则溶液中由水电离出的c(OH-):_____ mol·L-1。
(3)常温下,将20 mL 0.10 mol·L-1CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol·L-1HNO2溶液分别与20 mL 0.10 mol·L-1NaHCO3溶液混合(混合后溶液体积变化忽略不计)。
①反应开始时,v(CH3COOH)_________v(HNO2)(填“>”、“<”或“:”),原因是_________.
②充分反应后.两溶液中c(CH3COO-)_________c(NO2-)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)25C时,向CH3COOH溶液中加入一定量的NaHCO3,所得混合液的pH=6,则混合液中=__________。
某海域海水一些化学成分如下表
海水成分 |
Na+ |
Ca2+ |
Mg2+ |
HCO3- |
Zn2+ |
含量/mol·L-1 |
0.4 |
0.002 |
0.045 |
0.002 |
10-7 |
已知:25℃时,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MgCO3)=6.8×10-6,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
某化学小组同学欲在实验制备MgCl2,并提取Zn。设计流程如下:
[假设①②过程溶液体积不变,忽略分离过程的损失]
(1)25℃时测得海水的pH为8.0,其原因是(写离子方程式) 。
(2)下图为溶液pH与对应的Zn2+、[Zn(OH)4]2-物质的量浓度的对数坐标图。
请结合图中数据回答:
试剂X的化学式为 ;由滤液F到沉淀C过程(一般认为离子浓度低于10-5mol/L就是沉淀完全),则调节的pH的范围为 。
(3)同学们发现,把MgCl2溶液蒸发、灼烧所得的白色固体难溶解于水,于是认为其主要成分是MgO。你认为 (填“正确”、“不正确”),原因是(用化学方程式表示) 、 。
(4)由图中c(Zn2+)计算Zn(OH)2的溶度积Ksp= 。
(14分)某工业原料主要成分是NH4Cl、FeCl3和AlCl3。利用此原料可以得到多种工业产品。分析下面流程,回答问题。
已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
(1)用稀硫酸中和等体积等pH值的氨水和烧碱溶液,前者需要消耗的酸液体积 (填“大”“小”或“相同”)
(2)计算溶液②中Fe3+的物质的量浓度为 mol/L
(3)缓冲溶液中存在的平衡体系有: 、 、
此时溶液中c(NH4+) c(Cl-)(填>、=、<)。
(4)在缓冲溶液中加入少量盐酸或者NaOH溶液,溶液的pH值几乎依然为9.2。简述原理:
请举出另一种缓冲溶液的例子(写化学式) 。
(5)常温下向较浓的溶液④中不断通入HCl气体,可析出大量AlCl3·6H2O晶体,结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因: 。
(12分)高氯酸钠可用于制备高氯酸。以精制盐水等为原料制备高氯酸钠晶体(NaClO4·H2O)的流程如下:
(1)由粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO42-、Br-等杂质)制备精制盐水时需用到NaOH、BaCl2、Na2CO3等试剂。Na2CO3的作用是____________;除去盐水中的Br-可以节省电解过程中的电能,其原因是________________。
(2)“电解Ⅰ”的目的是制备NaClO3溶液,产生的尾气除H2外,还含有______________(填化学式)。“电解Ⅱ”的化学方程式为_____________________。
(3)“除杂”的目的是除去少量的NaClO3杂质,该反应的离子方程式为_______________________。“气流干燥”时,温度控制在80~100 ℃的原因是__________________。
现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素,原子序数依次增大。已知A与D、C与F分别同主族,D、E、F、G同周期;A分别与B、C可形成含有10个电子的共价化合物分子,B的最外层电子数是其次外层电子数的2倍,且A、B的最外层电子数之和比C的最外层电子数少1;E位于B的前一主族。请回答下列问题:
(1)元素G在周期表中的位置 ,F的原子结构示意图为 。
(2)A、C、D三种元素组成一种常见化合物,该化合物所含的化学键类型为 ,工业上利用某一个反应可同时生产该化合物和单质G,写出该反应的离子方程式 。
(3)D、E元素的最高价氧化物所对应的水化物之间反应的离子方程式为 。
(4)含有E阳离子的盐常用作净水剂,其原因为 。(用离子方程式表示)
催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。
(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向。图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
①若要使CH3OH与O2反应主要生成HCHO,则应选择 (有催化剂或无催化剂)条件。
②2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H= 。
③在稀硫酸催化下,甲醛、乙醛等简单醛可以通过反应生成环状聚合物。写出三聚乙醛(六元环)的结构简式: 。
④甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂,含有AgCl会影响Ag催化剂的活性,用氨水可以溶解除去其中的AgCl,
写出该反应的离子方程式: 。
(2)某兴趣小组利用甲醇设计成燃料电池图,通入甲醇的物质的量为n(CH3OH)。
①当0<n(CH3OH)≤2mol 时,电池反应式为
②当n(CH3OH)="3mol" 时,溶液中离子浓度的大小关系为
③当3mol<n(CH3OH) ≤4mol 时,负极反应式为
下表为元素周期表的一部分:
族 周期 |
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1 |
① |
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2 |
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② |
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3 |
③ |
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④ |
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⑤ |
⑥ |
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Ⅰ.请参照元素①-⑥在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)写出元素②的离子结构示意图______________。
(2)②、③、⑤的离子半径由大到小的顺序为_________________________。
(3)元素④与⑥形成化合物的电子式是_________________________。
Ⅱ.由上述部分元素组成的物质间,在一定条件下,可以发生下图所示的变化,其中A是一种淡黄色固体。请回答:
(4)写出固体A与液体X反应的离子方程式 。
(5)气体Y是一种大气污染物,直接排放会形成酸雨。可用溶液B吸收,当B与Y物质的量之比为1:1且恰好完全反应时,所得溶液D。已知溶液D显酸性,则D溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为 。
(6)在500℃,101kPa时,气体C与气体Y反应生成0.2mol气体E时,放出akJ热量,写出该条件下反应的热化学方程式 。
(7)若气体C与Y在恒容绝热的条件下反应,下列说法能判断达到平衡状态的是 。
A.温度不变 B.气体总压强不变 C.混合气体的密度不变 D.混合气体的平均分子量不变
氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。
(1)实验室采用如下图所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(加热仪器和夹持装置已略去)。
① 仪器A的名称是 。
② 装置B中发生反应的离子方程式是 。
③如果浓盐酸不能顺利滴下,可能的原因是 。
④装置Ⅳ中盛装的试剂是 ,其作用是 。
(2)在CuCl2溶液转化为CuCl2·2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色。小组同学欲探究其原因。
已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:
(aq) +4Cl-(aq)(aq) +4H2O(l)
蓝色 黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K= 。
②现欲使溶液由黄色变成蓝色,请写出两种可采用的方法
a. b 。
(3)由CuCl2溶液得到CuCl2·2H2O的过程中要加入盐酸的目的是 。
(1)CH3OH是一种可燃性的液体。
已知:① CH3OH (g)+H2O (l)=CO2 (g)+3H2 (g);△H= +93.0KJ·mol-1
② CH3OH (g)+1/2O2 (g)=CO2 (g)+2H2 (g);△H= -192.9KJ·mol-1
③ CH3OH (g)= CH3OH (l);△H= -38.19KJ·mol-1
则表示CH3OH的燃烧热的热化学方程式为
(2)燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,CH3OH—空气燃料电池是一种碱性(20%—30%的KOH溶液)燃料电池。电池放电时,负极的电极反应式为 。
(3)右图是一个电解过程示意图,假设使用CH3OH—空气燃料电池作为本过程中的电源,其中a为电解液,X和Y是两块电极板。
①若X和Y均为惰性电极,a为一定浓度的硫酸铜溶液,通电后,Y极板上发生的电极反应式为: 。
②若X、Y分别为石墨和铜,a为CuSO4溶液,铜片的质量变化128g,则 CH3OH一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气 L(假设空气中氧气体积分数为20%)
(4)已知高锰酸钾能氧化甲醇,也能氧化草酸。查阅资料,乙二酸(HOOC-COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,易溶于水,属于二元中强酸(为弱电解质),且酸性强于碳酸。
①请配平该反应的离子方程式:
______MnO4-+______H2C2O4+______===____Mn2++______CO2↑+______。
②某兴趣小组同学将2.52 g草酸晶体(H2C2O4·2H2O)加入到100 mL 0.2 mol·L-1的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈酸性,形成的溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为___________________(用离子符号表示)。