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【化学—选修3:物质结构与性质】 X、Y、Z、L四种元素分别位于周期表中三个紧相...

【化学—选修3:物质结构与性质】

X、Y、Z、L四种元素分别位于周期表中三个紧相邻的周期且原子序数依次增大,它们相关信息如下:X元素原子的价电子构型为nsnnp2n,Y和Z位于同一周期,最外层都有两个未成对电子,L元素原子的基态未成对电子数是同周期最多的元素。

请回答如下问题:

(1)L元素在周期表中的位置是_______________,该原子核外电子排布式是_______________,其最高正价氧化物对应的水氧化物的化学式是_______________;

(2)元素X与Y形成的化合物晶体类型是晶体_________,1mol该化合物含有的化学键数为___________(用阿伏加德罗常数NA 表示);

(3)元素M是周期表中电负性最强的元素,X与M形成的化合物XM2的分子几何构型是________,该化合物中X的原子的杂化轨道类型是____________;

(4)X与碳、氢、三种元素形成的相对分子质量最小的分子里有个____δ键,____个π键;

(5)金属元素N与Z形成的离子化合物的晶胞结构如图,晶胞中Z离子数目为______。

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(1)第四周期ⅥB族 1s22s22p63s23p63d54s1 H2CrO4、H2Cr2O7 (2)原子晶体 4NA (3)V型 sp3 (4)3 1(5)4 【解析】 试题分析:X、Y、Z、L四种元素分别位于周期表中三个紧相邻的周期且原子序数依次增大,X元素原子的价电子构型为nSnnP2n,由于S能级只能容纳2个电子,且P能级容纳电子,则n=2,可推知X为O元素;Y 和Z位于同一周期,只能处于第三周期,最外层都有两个未成对电子,价电子构型为3S23P2、3S23P4,则Y为Si,Z为S元素;L处于第四周期,L元素原子的基态未成对电子数是同周期最多的元素,则价电子构型为3d54s1,故L为Cr元素;(1)L为Cr元素,元素在周期表中的位置是第四周期ⅥB族,该原子核外电子排布式是:1s22s22p63s23p63d54s1,其最高正价为+6,最高价氧化物对应的水氧化物的化学式是H2CrO4、H2Cr2O7;(2)元素X与Y形成的化合物为SiO2,属于原子晶体,晶体中每个Si原子与周围4个O原子形成4个Si-O键,则1mol该化合物含有的化学键数为4NA;(3)元素M是周期表中电负性最强的元素,则M为F元素,O元素与氟元素形成的化合物OF2中O原子孤电子对数为(6-1×2)/2=2、价层电子对数为2+2=4,故O原子采取sp3杂化,为V型结构;(4)氧与碳、氢、三种元素形成的相对分子质量最小的分子为HCHO,含有2个C-H键、1个C=O双键,故分子有个3个δ键,1个π键;(5)由晶胞结构可知,Z离子位于晶胞的体心、顶点、面心、棱上,则晶胞中Z离子数目为1+8×1/8++2×1/2+4×1/4=4。 考点:本题是对物质结构的考查,涉及核外电子排布、晶胞结构与计算、分子结构、化学键等。  
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【化学—选修2:化学与技术】

海洋是一个丰富的资源宝库。通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。

(1)海水中盐的开发利用:

①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩.所建盐田分为贮水池、______池和结晶池。

②工业上通常以NaCl、CO2 和 NH3 为原料制取纯碱,请写出第一步制取NaHCO3的化学方程式________。

(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图1所示.其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列.请回答下面的问题:

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Ⅰ.电渗析法淡化海水中阴极室可获得的重要化工原料有________。

II.图中虚线部分表示____离子交换膜;淡水从_____(A或B) 排出。

(3)用苦卤(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如图(2):

Ⅰ.写出反应③的离子方程式为_____________________________;

II.通过①氯化已获得含Br2的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液?___________;

Ⅲ.向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是___________;

 

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高锰酸钾(KMnO4)是常用的氧化剂,工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为,原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾(K2MnO4)下图1是实验室模拟制备的操作流程:

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相关资料:

①物质溶解度

物质

KMnO4

K2CO3

KHCO3

K2SO4

CH3COOK

20℃溶解度

6.4

111

33.7

11.1

217

②锰酸钾[K2MnO4]外观性状:墨绿色结晶.其水溶液呈深绿色,这是锰酸根(MnO42-)的特征颜色.

化学性质:在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO42-会发生歧化反应.

试回答下列问题:

(1)煅烧软锰矿和KOH固体时,不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是______________;实验中用  铁坩埚煅烧暴露在空气中的固体混合物发生反应的化学方程式为______________。

(2)实验时,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低.请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式______________;其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为________。

(3)由于CO2的通人量很难控制,因此对上述实验方案进行了改进,即把实验中通CO2改为加其他的酸.从理论上分析,选用下列酸中_______,得到的产品纯度更高.

A.醋酸             B.浓盐酸             C.稀硫酸

(4)工业上一般采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程式______________;传统工艺采用无膜电解法由于副反应发生,Mn元素利用率和电流效率都会偏低.有同学联想到离子交换膜法电解饱和食盐水提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图2).图中A口加入的溶液最好为_________;使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为______________。

 

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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)满分5 manfen5.comPb(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_______。

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(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_______。

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(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.

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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.

 

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硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)俗名“大苏打”,又称为“海波”,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。它易溶于水,难溶于乙醇,加热、遇酸均易分解.工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备.某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠,其反应装置及所需试剂如图1:

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实验具体操作步骤为:

①开启分液漏斗,使硫酸慢慢滴下,适当调节分液的滴速,使反应产生的SO2气体较均匀地

通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,同时开启电动搅拌器搅动,水浴加热,微沸.

②直至析出的浑浊不再消失,并控制溶液的pH接近7时,停止通入SO2气体.

③趁热过滤,将滤液加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O.

④再经过滤、洗涤、干燥,得到所需的产品.

(1)写出仪器A的名称_____________,步骤④中洗涤时,为了减少产物的损失用的试剂可以是

___________;

(2)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中不能让溶液pH<7,请用离子方程式解释原因___________;

(3)写出三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式___________;

(4)最后得到的产品中可能含有Na2SO4杂质.请设计实验检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论___________;

(5)测定产品纯度 准确称取1.00g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol•L-1碘的标准溶液滴定.反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-.滴定起始和终点的液面位置如图2:则消耗碘的标准溶液体积为___________ mL,产品的纯度为___________。

 

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常温下,相同pH的氢氧化钠溶液和醋酸钠溶液加水稀释,平衡时pH随溶液体积变化的曲线如图所示,则下列叙述不正确的是(   

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A.b、c两点溶液的导电能力不相同

B.a、b、c三点溶液中水的电离程度a>c>b

C.c点溶液中:C(H+)+C(CH3COOH)=C(OH-)

D.用相同浓度的盐酸分别与等体积的b、c处溶液反应,消耗盐酸体积Vb=Vc

 

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