(16分) 现有A、B、C、D四种短周期非金属元素,它们的原子最外层电子数之和为19。在它们的化合物中,主要化合价均不止一种,但都有一种相同的化合价,C的单质常用于太阳能电池。它们的一些物理量如下:
元素 |
A |
B |
C |
D |
原子半径/nm |
0.102 |
0.077 |
0.117 |
0.075 |
单质的沸点/℃ |
444.6 |
4827 |
2355 |
–195.8 |
(1)A的元素符号为__________,D元素在周期表第_______周期、第_______族。
(2)在常温下,B与C的最高价氧化物分别为气态和固态,原因是____________________。
(3)含D的两种常见化合物发生化合反应可生成一种离子化合物,该离子化合物撞击时可分解为两种非金属单质和一种化合物,其中一种为D单质,写出该分解反应的化学方程式____________________________________________________________________。
(4)A、B、C、D均能分别形成含18个电子的氢化物,这些氢化物的分子式分别是________________________________________________。
(5)B、D及氢元素中的两种或三种可形成多种含14个电子的化合物,其中空间构型为直线型的是_______________________和_______________________(写结构式)。
(11分) 甲、乙、丙、丁四种单质在点燃条件下两两化合生成X、Y、Z、W四种化合物,转化关系如右图所示。
已知:
① 甲、乙、丙均为前三周期元素的单质,常温下均为气体,丁是日常生活中的一种常见金属。
② 常温下,X是无色液体,Y是黑色固体。
③ 丙在乙中燃烧发出苍白色的火焰,W的水溶液呈黄色。
请回答:
(1)写化学式:甲_____________, Z_____________。
(2)丁与X在高温下也能得到Y,请写出该反应的化学方程式
___________________________________________________。
(3)将少量W的溶液滴入几滴KSCN溶液,迅速变为红色,请写出该反应的化学方程式____________________________________________________。
(4)甲与丙两单质的元素可形成原子个数比1∶1的化合物H,将H滴入品红后,溶液的颜色逐渐褪去,加热后溶液为 (填颜色)。
(5)将Y恰好溶于Z的水溶液后,检验其中低价金属离子的方法是滴入酸性KMnO4,紫色褪去,说明有该离子,仔细分析后发现该结论存在缺陷,此“缺陷”是 。
(13分) 钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属。如下图所示,将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率,减少环境污染。请填写下列空白:
(1)电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为 。
(2)写出钛铁矿与焦炭、Cl2共热制得四氯化钛的化学方程式________________________。
(3)已知:①Mg(s) + Cl2(g)=MgCl2(s);△H = – 641 kJ/mol
②Ti(s) + 2Cl2(g)=TiCl4(s);△H = –770 kJ/mol
则2Mg(s) + TiCl4(s)=2MgCl2(s) + Ti(s);△H= 。
反应2Mg(s) + TiCl4(s)2MgCl2(s) + Ti(s),在Ar气氛中进行的理由是 。
(4)在上述产业链中,合成96 t 甲醇理论上消耗H2 t (不考虑生产过程中物质的任何损失)。
(5)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为:2CH3OH + 3O2 + 4OH-=2CO32- + 6H2O。该燃料电池发生反应时正极区溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”),该电池中负极上的电极反应是________________________________________________。
常温时,有浓度均为0.1 mol/L的四种溶液:①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液 ③盐酸 ④氨水,下列有关说法不正确的是( )
A.上述溶液中,既能与NaOH反应,又能与H2SO4反应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
B.向④中加入少量的NH4Cl固体,此时溶液中c(NH4+)/c(OH-)的值增大
C.若将③和④的溶液混合后,溶液恰好呈中性,则混合前溶液的体积为③<④
D.取10 mL溶液③,加水稀释到100 mL,此时溶液中由水电离的c(H+) = 1×10-12mol/L
有下列六种转化途径,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法正确的是( )
途径①
途径②
途径③
途径④
途径⑤
途径⑥
A.由途径①和②分别制取1 mol FeCl2,理论上各消耗1 mol Fe,各转移2 mol e-
B.由途径③和④分别制取1 mol Na2SO4,理论上各消耗1 mol Cl2,各转移2 mol e-
C.由途径⑤和⑥分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-
D.以上说法都不正确
工业上制备纯硅的热化学反应方程式为:SiCl4(g) + 2H2(g)Si(s) + 4HCl(g);△H = + Q kJ/mol(Q>0),一定温度、压强下,将一定量的反应物充入密闭容器中进行以上反应,下列叙述正确的是( )
A.反应过程中,若增大压强能提高硅的产率
B.若反应开始时H2为2 mol,则达到平衡时,吸收热量为Q kJ
C.反应至4 min时,若HCl的浓度为0.12 mol/L,则H2的反应速率为0.03 mol/(L·min)
D.当反应吸收热量为0.025Q kJ时,生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中能恰好完全反应