已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大.其中基态A原子价电子排布式为nsnnpn+1;化合物B2E为离子化合物,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质常用于制作太阳能电池和集成电路芯片;F原子最外层电子数与B的相同,其余各内层轨道均充满电子.请根据以上信息,回答下列问题(答题时,A、B、C、D、E、F用所对应的元素符号表示):
(1)A、B、E的第一电离能由小到大的顺序为 .
(2)氢化物A2H4分子中A原子采取 杂化.
(3)按原子的外围电子排布分区,元素F在 区,二价阳离子F2+与过量的A的简单氢化物的水溶液反应的离子方程式为 .
(4)元素A和C可形成一种新型化合物材料,其晶体具有很高的硬度和熔点,其化合物中所含的化学键类型为 .
(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如右图所示的立方晶胞(其中A显﹣3价,每个球均表示1个原子),则其化学式为 .设阿伏伽德罗常数为NA,距离最近的两个F原子的核间距为a cm,则该化合物的晶胞密度为(用含a和NA的代数式表示) g/cm3.
某地煤矸石经预处理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等,一种综合利用工艺设计如下:
(1)“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为: 、 .
(2)“酸浸”时,提高浸出速率的具体措施有 、 .(写出两个)
(3)“碱溶”的目的是 .物质X的化学式为 .
(4)从流程中分离出来的Fe(OH)3沉淀可在碱性条件下用KClO溶液处理,制备新型水处理剂高铁酸钾(K2FeO4),该反应的离子方程式为: .
(5)若根据过滤出的Fe(OH)3沉淀来推算煤矸石中Fe2O3的含量,须将沉淀清洗干净,检验沉淀是否洗干净的具体操作方法是 .
火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会对环境造成严重影响。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=﹣574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=﹣1160kJ/mol则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H3
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图1所示,则上述CO2转化为甲醇的反应热△H3 0(填“>”、“<”或“=”),该反应的平衡常数表达式为 。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示,试回答:
0~10min内,氢气的平均反应速率为 mol/(L•min)。第10min后,若向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数 (填“变大”、“减少”或“不变”)。
(3)脱硫。
①有学者想利用如图3所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料.A、B是惰性电极,A极的电极反应式为: .
②某种脱硫工艺中将废气处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物,可作为化肥。常温下,向一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的氨水溶液,使溶液中的NO3﹣和NH4+的物质的量浓度相等,则溶液的pH 7(填写“>”“=”或“<”)。
ClO2与Cl2的氧化性相近,常温下均为气体,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
(1)仪器C的名称是: 。安装F中导管时,应选用图2中的: (填“a”或“b”)
(2)打开B的活塞,A中氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl2和ClO2,写出反应化学方程式: ;为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,可采取的措施是 。
(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是: .
(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为: ,在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是: 。
(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示,若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂的保鲜原因是: 。
某工业废水仅含下表中的某些离子,且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1mol/L (此数值忽略水的电离及离子的水解)
阳离子 | K+ Ag+ Mg2+ Cu2+ Al3+ NH4+ |
阴离子 | Cl﹣ CO32﹣ NO3﹣ SO42﹣ I﹣ |
甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
Ⅰ.取该无色溶液5mL,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加.
Ⅱ.用铂丝蘸取溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,无紫色火焰.
Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色.
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2 溶液,有白色沉淀生成.
请推断:
(1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是 .
(2)Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是 .
(3)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有 ,阴离子有 ;并据此推测原溶液应该呈 性,原因是 (用离子方程式说明).
(4)另取100mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,此过程中涉及的离子方程式为 .充分反应后过滤,洗涤,灼烧沉淀至恒重,得到的固体质量为 g.
1.76克铜镁合金完全溶解于50mL、密度为1.40g/cm3、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2气体1792mL(标准状况),向反应后的溶液中加入适量的1.0mol/L NaOH溶液,恰使溶液中的金属离子全部沉淀.下列说法不正确的是( )
A.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L
B.加入NaOH溶液的体积是50mL
C.浓硝酸在与合金反应中起了酸性和氧化性的双重作用,且起氧化性的硝酸的物质的量为0.08mol
D.得到的金属氢氧化物的沉淀为3.12克