Ⅰ.下面的虚线框中每一列、每一行相当于周期表的每一族和每一周期,但它的列数和行数都多于元素周期表。
I.请在下面的虚线框中用实线画出周期表第一至第六周期的轮廓,并画出金属与非金
属的分界线。(要求:左上角的第一个格是第一周期第IA族元素)
II.X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素,其中X、Z同主族,Y、Z同周期,M与X,Y既不同族,也不同周期。X原子最外层电子数是核外电子层数的三倍,Y的最高化合价与其最低化合价的代数和等于6。N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。
(1)请写出下列元素的元素符号:X____________,Y____________,M____________。
(2)请写出N元素在周期表中的位置 周期、 主族;与N同族的短周期元素L,其最高价氧化物的电子式为 ;N的最高价氧化物与NaOH溶液反应离子方程式: 。
(3)Y与Z的最高价氧化物的水化物的酸性强弱 (用化学式表示)Y与Z相比,非金属性较强的元素是________________,可以证明该结论的实验是(用化学方程式表示) 。
(4)L和M 按1:4的原子个数组成的化合物甲与 X的常见气态单质乙以及NaOH溶液构成原电池,如图,试分析:
①闭合K,写出左侧A电极的反应式
②闭合K,当A电极消耗1.6g化合物甲时(假设过程中无任何损失),则右侧装置中电极上放出的气体在标准状况下的体积为 升
酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,,
和
等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生
,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据下表所示:
溶解度/(/100
水)
化合物 |
|||
10-17 |
10-17 |
10-39 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为
(2)维持电流强度为0.5,电池工作五分钟,理论上消耗
。(已经
=96500
)
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有和
,二者可通过分离回收;滤渣的主要成分是
、和,欲从中得到较纯的
,最简便的方法是,其原理是。
(4)用废电池的锌皮制备的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和
溶解,铁变为,加碱调节至
为时,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-5
时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱调节至
为时,锌开始沉淀(假定
浓度为0.1
)。若上述过程不加
后果是,原因是。
有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中,如图所示。
(1)甲中SO42-移向 极(填“铝片”或“镁片”)。写出甲中正极的电极反应式__________。
(2)乙中负极为________,总反应的离子方程式:_________________。此反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(3)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正负极”这种做法_______(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠,请你提出另一个判断原电池正负极的可行性实验方案_____________(如可靠,此空可不填)。
碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。
(1)消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:
I.
II.N2(g)+ O2(g) 2NO(g) ΔH1
2CO(g) + O2(g) 2CO2 (g) ΔH2=" -565" kJ·mol-1
①ΔH1= 。
②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式 。
(2)电化学气敏传感器法测定汽车尾气。其中CO传感器的工作原理如图所示,则工作电极的反应式为
(3)工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2,分别生成NaHSO3、NH4HSO3,其水溶液均呈酸性。相同条件下,同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是 ,用文字和化学用语解释原因 。
(4)T℃时,在 2L恒容密闭容器中,加入Fe3O4、CO各1.0 mol ,10 min反应达到平衡时,容器中CO2的浓度是0.4 mol /L。
①能证明该反应达到化学平衡的是 (选填字母)。
a.容器内压强不再变化 b.容器内CO、CO2物质的量比为1 : 1
c.容器内气体的质量不再变化 d.生成CO2的速率与消耗CO的速率相等
②l0 min内,反应的平均反应速率v (CO2)= 。
③T℃时,该反应的平衡常数K= 。
铅及其化合物在工业生产生活中都具有非常广泛的用途。
(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g)↑H="a" kJ/mol
PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g)↑H="b" kJ•mol-1
PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g)↑H="c" kJ•mol-1
反应3PbS(s)+6O2(g)=3PbSO4(s)△H=_____________kJ•mol-1(用含a,b,c的代数式表示)。
(2)还原法炼铅,包含反应PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) △H,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表
温度 |
300 |
727 |
1227 |
lgK |
6.17 |
2.87 |
1.24 |
①该还原反应的△H____0(选填:“>”“<”“=”)。
②当lgK=1且起始时只通入CO(PbO足量),达平衡时,混合气体中CO的体积分数为_______。
(3)引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO4热电池,其装置如图所示,该电池正极的电极反应式为_______。
(4)PbI2:可用于人工降雨.取一定量的PbI2固体,用蒸馏水配制成t℃饱和溶液,准确移取25.00mLPbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH+(发生:2RH++PbI2=R2Pb+2H++2I-),用250ml洁净的锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并盛放到锥形瓶中(如图).加入酚酞指示剂,用0.0025mol•L-1NaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00mL.可计算出t℃时PbI2 Ksp为_______。
(5)铅易造成环境污染,水溶液中的铅存在形态主要有6种,它们与pH关系如图1所示,含铅废水用活性炭进行处理,铅的去除率与pH关系如图2所示.
①常温下,pH=6→7时,铅形态间转化的离子方程式为____________________。
②用活性炭处理,铅的去除率较高时,铅主要应该处于________(填铅的一种形态的化学式)形态.
高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色氧化剂,在许多领域展现出广阔的应用前景。
(1)湿法制备K2FeO4:在KOH溶液中,用KClO直接氧化Fe(NO3)3即可制得K2FeO4。该反应的离子方程式为_________________________________。
(2)测定K2FeO4:样品纯度:i.称取样品mg,加入到盛有过量碱性亚铬酸钠[NaCr(OH)4]溶液的锥形瓶中充分反应;ii.将所得铬酸钠(Na2CrO4)溶液酸化;iii.在所得Na2Cr2O7溶液中加入8—9滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,消耗溶液体积为V mL。整个过程中发生的反应如下:
ⅰ._Cr(OH)4-+_FeO42- +__=__Fe(OH)3(H2O)3↓+__CrO42-+__
ⅱ.2CrO42- + 2H+=Cr2O72- + H2O;
ⅲ.Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
①配平方程式i;
②利用上述数据计算该样品的纯度为________________(用含字母的代数式表示)。
(3)高铁酸盐在水溶液中有四种含铁形体。25℃时,它们的物质的量分数随pH的变化如图所示:
①pH=2.2时,溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为________;为获得尽可能纯净的高铁酸盐,pH应控制在______________。
②已知H3FeO4+的电离常数分别为:
当PH=4时,溶液中=___________。
③向pH=6的高铁酸盐溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为______________。
(4)某新型电池以金属锂为负极,K2FeO4为正极,溶有LiPF6的有机溶剂为电解质。工作时Li+通过电解质迁移入K2FeO4晶体中,生成K2Li2FeO4。该电池的正极反应式为______________.
本题分为选做题(a)、(b)两道平行题,分值一样,可根据高一课程学习情况选择其中一道题完成作答,若二道题均作答,则按(a)题给分。
(a)有H、N、O、Na、Cl五种短周期主族元素。
(1)写出氯离子的原子结构示意图________,写出水分子的电子式________。
(2)NH4NO3是_______化合物(填“离子”或“共价”)。
(3)氯气是有毒气体,写出用饱和氢氧化钠溶液吸收氯气的离子方程式:_____________。
(4)金属元素铁是中学化学常见元素,将铁单质浸入氯化铁溶液中,该反应的离子方程式为__________。
(5)请依据(4)中的反应,设计一个原电池。要求:画出实验装置图,注明电解质溶液名称、正负极及正负极材料,并标出电子移动方向,写出电极反应式。
正极反应式:___________________,负极反应式:___________________。
分别按下图甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,乙中G为电流计。请回答下列问题:
(1)以下叙述中,正确的是__________。
A.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极 |
B.两烧杯中铜片表面均有气泡产生 |
C.两烧杯中溶液pH均增大 |
D.产生气泡的速度甲中比乙中慢 |
E.乙的外电路中电流方向Zn→Cu
(2)变化过程中能量转化的形式主要是:甲为__________;乙为__________。
(3)在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析原因可能是__________。
(4)在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,请写出铜电极的电极反应方程式_________________
某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu元素的相对原子质量为64)。按照实验步骤依次回答下列问题:
(1)导线中电子流向为____________(用a、b表示)。
(2)若装置中铜电极的质量增加0.64 g,则导线中转移的电子数目为________ (用“NA”表示) ;
(3)装置中盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的K+、Cl-的移动方向的表述正确的是________。
A.盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动 |
B.盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动 |
C.盐桥中的K+、Cl-都向左侧烧杯移动 |
D.盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动 |
(4)若将反应2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+设计成原电池,写出电极反应式。
正极反应_____________;
(5)下列是用化学方程式表示的化学变化,请在每小题后的横线上注明能量的转化形式。
①电池总反应:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag:__________。
②2C2H2+5O24CO2+2H2O:_____________。
③6H2O+6CO2 C6H12O6(葡萄糖)+6O2:__________。
钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量,反应原理为:
2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+
(1)基态锰原子的价电子排布式为 。
(2)上述反应涉及的元素属于同主族元素,其第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(3)已知H2S2O8的结构如图。
①H2S2O8硫原子的轨道杂化方式为 。
②上述反应中被还原的元素为 。
③上述反应每生成1 mol MnO4-,S2O82- 断裂的共价键类型及其数目为 、 。
(4)一定条件下,水分子间可通过氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构,其中的多面体孔穴中可包容气体小分子,形成笼形水合包合物晶体。
①右图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子),其包含的氢键数为 ;
②实验测得冰中氢键的作用能为18.8kJ·mol-1,而冰的熔化热为5.0kJ·mol-1,其原因可能是 。
(5)MnO2可用于碱锰电池材料的正极材料,加入某种纳米粉体可以优化碱锰电池的性能,该纳米粉体的结构如右图。该纳米粉体的化学式为__________。
(6)铑(Rh)与钴属于同族元素,性质相似。铑的某配合物的化学式为CsRh(SO4)2·4H2O,该物质易溶于水,向其水溶液中加入一定浓度的BaCl2溶液,无沉淀生成,该盐溶于水的电离方程式为 。
I.下图为相互串联的三个装置,试回答:
(1)若利用乙池在铁片上镀银,则B是_________(填电极材料),电极反应式是_________;应选用的电解质溶液是_____________。
(2)若利用乙池进行粗铜的电解精炼,则________极(填“A”或“B”)是粗铜,若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为_____________________。
(3)丙池滴入少量酚酞试液,电解一段时间___________(填“C”或“Fe”)极附近呈红色。
(4)写出甲池负极的电极反应式:________________________________。若甲池消耗3.2gCH3OH气体,则丙池中阳极上放出的气体物质的量为______________。
II.(5)请利用反应Fe +2Fe3+= 3Fe2+设计原电池。
设计要求:①该装置尽可能提高化学能转化为电能的效率;
②材料及电解质溶液自选,在图中做必要标注;
③画出电子的转移方向。
Ⅰ.A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素,原子序数依次递增。A元素原子核内无中子,B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,D是地壳中含量最多的元素,E是短周期中金属性最强的元素,F与G位置相邻,G是同周期元素中原子半径最小的元素.请用化学用语回答:
(1)推断B元素在元素周期表中的位置_______________________。
(2)A与D形成的18电子的化合物与FD2化合生成一种强酸,其化学方程式为_____________。
(3)用电子式表示化合物E2F的形成过程_______________________。
(4)下图为某新型发电装置示意图,其负极电极反应为_______________________。
(5)在101kPa、25℃下,16g液态C2A4在D2中完全燃烧生成气体C2,放出312kJ热量,则C2A4和D2反应的热化学方程式为_______________________。
Ⅱ.A、B、C、X均为常见的纯净物,它们之间有如下转化关系(副产品已略去)。
试回答:
(1)若X是强氧化性单质,则A不可能是___________。
a.S b.N2 c.Na d.Mg e.Al
(2)若X是金属单质,向C的水溶液中滴入AgNO3溶液,产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,则B的 化 学式为___________。
(3)若A、B、C为含某金属元素的无机化合物,X为强电解质,A溶液与C溶液反应生成B,则B的化学式为___________。
金属铁是应用广泛,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可利用离子交换和滴定的方法。实验中称取3.25g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用1.0 mol·L-1的盐酸中和滴定,正好中和时消耗盐酸60.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值:
(列出计算过程)。
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl) = 1∶2.8,则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。
(3)把SO2气体通入FeCl3溶液中,发生反应的离子方程式为 。
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 ;与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,其中Zn极的电极反应式为 ,K2FeO4的电极反应式为 。
美国斯坦福大学研究人员最近发明一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电。海水中的“水”电池总反应可表示为:5MnO2 + 2Ag + 2NaCl=Na2Mn5O10 + 2AgCl
(1)写出负极电极反应式 。
(2)当生1 mol Na2Mn5O10时,转移电子的数目是 。
用上述电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制合成氨的装置如图(隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。
(3)写出A电极的名称 。
(4)写出电解时阳极的电极反应式 。
(5)已知电解排出液中n(OH-)/n(CO32-) =1,则起始时进入电解池中的原料配比n(KOH)/n[CO(NH2)2]是 。
(原创)化学反应原理在生产和科研中有着重要的应用,请利用相关知识回答下列问题。
(1)一定条件下在密闭容器中加入NH4I发生反应:
a.NH4I(s) NH3(g)+HI(g)
b.2HI(g) H2(g)+I2(g)
则反应a的平衡常数表达式为_______;达到平衡后,扩大容器体积,反应b的移动方向_______(填正向、逆向或不移动)
(2)氮元素的+4价氧化物有两种,它们之间发生反应:2NO2N2O4△H < 0,将一定量的NO2充入注射器中后封口,下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是_____________
A.b点的操作是压缩注射器 |
B.c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小 |
C.若反应在一绝热容器中进行,则b、c两点的平衡常数Kb>Kc |
D.d点:![]() ![]() |
(3)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成原电池,能消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,装置如图所示。
①电极a为______极,其电极反应式为________________
②当有2.24 L NO2(标准状况下)被处理时,转移电子为____________mol
③为使电池持续放电,该离子交换膜需选用_______(选填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(4)使用硼氢化钠(NaBH4)为诱导剂,可使Co2+与肼(N2H4)在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。
①写出该反应的离子方程式______________________________。
②在纳米钴的催化作用下,肼(N2H4)可分解生成两种气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示,为抑制肼的分解,可采取的合理措施有_________________________________ (任写一种)。
试题篮
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