【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)
A、B、C、D、E为原子序数依次增大的四种元素,A的价电子层中的未成对电子有3个,B的最外层电子数为其内层电子数的3倍,C、D为同周期元素,C元素基态原子的3p轨道上有4个电子,D元素最外层有一个未成对电子,E位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。回答下列问题:
(1)D原子的核外电子排布式为 ,E的价层电子轨道示图为_________________。
(2)单质B有两种同素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ;
(3)A、B、C中第一电离能最大的是________(填元素符号),其中A的氢化物(AH3)分子中,A原子轨道的杂化类型是 。
(4)化合物D2B的立体构型为 ,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2B,其化学方程式为 .
(5)E与C所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中,E离子的数目为 。
②该化合物的化学式为 。
【化学——选修2:化学与技术】(15分)
丙酮和苯酚都是重要的化工原料,工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮,其反应和工艺流程示意图如下:
相关化合物的物理常数
物质 | 相对分子质量 | 密度(g/cm﹣3) | 沸点/℃ |
苯酚 | 94 | 1.0722 | 182 |
丙酮 | 58 | 0.7898 | 56.5 |
异丙苯 | 120 | 0.8640 | 153 |
回答下列问题:
(1)反应①和②分别在装置 和 中进行(填装置符号).
(2)反应②为 (填“放热”或“吸热”)反应.反应温度控制在50﹣60℃,温度过高的安全隐患是 .
(3)在反应器A中通入的X是 .
(4)在分解釜C中加入的Y为少量浓硫酸,其作用是 ,优点是用量少,缺点是 .
(5)中和釜D中加入的Z最适宜的是 (填编号.已知苯酚是一种弱酸)
a.NaOH b.CaCO3 c.NaHCO3 d.CaO
(6)蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为 和 ,判断的依据是 .
(7)用该方法合成苯酚和丙酮的优点是 .
(14分)亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂,探究小组开展如下实验,回答下列问题:
实验Ⅰ:制取NaClO2晶体按如下图装置进行制取。
已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)装置C的作用是 ;
(2)已知装置B中的产物有ClO2气体,则装置B中反应的方程式为 ;装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为 ;反应后的溶液中阴离子除了ClO2﹣、ClO3﹣、Cl﹣、ClO﹣、OH﹣外还可能含有的一种阴离子是 ;检验该离子的方法是 ;
(3)请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤.
①减压,55℃蒸发结晶;② ;③ ;④ 得到成品.
(4)如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是 ;
实验Ⅱ:样品杂质分析与纯度测定
(5)测定样品中NaClO2的纯度.测定时进行如下实验:
准确称一定质量的样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生如下反应:ClO2﹣+4I﹣+4H+=2H2O+2I2+Cl﹣,将所得混合液稀释成100mL待测溶液。取25.00mL待测溶液,加入淀粉溶液做指示剂,用c mol•L﹣1 Na2S2O3标准液滴定至终点,测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知:I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣)。请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为 。
(15分)发生在天津港“8·12”特大火灾爆炸事故,再一次引发了人们对环境问题的关注。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知:①H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
②C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为: 。
(2)由于CaC2、金属钠、金属钾等物质能够跟水反应给灾后救援工作带来了很多困难。如果在实验室,你处理金属钠着火的方法是 。
(3)事故发生后,爆炸中心区、爆炸区居民楼周边以及海河等处都受 到了严重的氰化物污染。处理NaCN的方法是:用NaClO在碱性条件下跟NaCN反应生成无毒害的物质,试写出该反应的离子反应方程式 。
(4)电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图所示,电源正极为 (填“a”或“b”);若总反应为4NO3-+4H+====5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为 。
(5)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。
已知在常温下:Ksp[Fe(OH)2]= 1×10-15、Ksp[Fe(OH)3]= 1×10-38 、
Ksp[Cr(OH)3]= 1×10-23 ,当离子浓度在1×10-5mol/L以下时认为该离子已经完全沉淀,请回答:
① 相同温度下Fe(OH)3的溶解度 Cr(OH)3的溶解度(填“>”、“<”或“=”)
② 浓度为0.1mol/L的Fe2+与10. 0mol/L Cr3+同时生成沉淀的pH范围是 。
(14分)锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2,其工艺流程图如下。
已知:GeO2是两性氧化物;GeCl4易水解,沸点86.6℃
(1)第①步滤渣主要成分有 (填化学式),实验室萃取操作用到的玻璃仪器有 。
(2)第③步萃取时,锗的萃取率与V水相/V有机相(水相和有机相的体积比)的关系如下图所示,从生产成本角度考虑,较适宜的V水相/V有机相的值为 。
(3)第④步加入盐酸作用 (答两点即可)。
(4)第⑤步反应的化学方程式 。
(5)检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是 。
一定量的镁铝合金与足量的氢氧化钠溶液反应产生3.36L氢气。若将等质量的该合金完全溶于稀硝酸,反应中硝酸被还原只产生4.48L的NO(气体的体积均已折算到标准状况),在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为
A.11.4g B.16.5g C. 8.7g D.9.7g