C.M的氢化物常温常压下为气体
D.X、R、Y、Z均存在两种及两种以上的氧化物
【答案】A
【解析】X、Y、Z、M、R为五种短周期元素,X、R最外层只有一个电子,为第IA族元素;Y最外层有4个电子,位于第IVA族,Z原子最外层有5个电子,位于第VA族,M最外层有6个电子,位于第VIA族;R原子半径最大,为Na元素,X原子半径最小,为H元素;Y原子和Z原子半径接近、M原子半径大于Y而最外层电子数大于Y,所以Y是C、Z是N、M为S元素。
A.硫离子比钠离子多一个电子层,硫离子半径较大,故A错误;B.非金属性N>C,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故B正确;C.M的氢化物的硫化氢,常温下为气体,故C正确;D.X、R、Y、Z均存在的氧化物有水和双氧水、氧化钠和过氧化钠、一氧化碳和二氧化碳、一氧化氮和二氧化氮以及四氧化二氮等,均在两种及两种以上,故D正确;故选A。
8.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。
某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。
回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解。
滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化;再向试管中滴入双氧水,溶液变红。
由此可知FeSO4具有__________性。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1g。
将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。
按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是_____________________。
②将下列实验操作步骤正确排序__________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3g。
a.点燃酒精灯,加热b.熄灭酒精灯c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2,缓缓通入N2e.称量Af.冷却至室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=__________(列式表示)。
(3)为进一步探究硫酸亚铁分解的性质及产物,将
(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。
实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C中盛有BaCl2溶液,观察到C中有白色沉淀生成,写出相关反应的离子方程式____________________。
②D中所盛的试剂为品红溶液,观察到溶液褪色,写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式________________________________________________________。
③装置E用于处理尾气,可选用的装置(夹持仪器已略去)为__________(填字母)。
【答案】
(1).还原
(2).球型干燥管(3).dabfce(4).76(m2-m3)/9(m3-m1)(5).Ba2++SO3+H2O=BaSO4↓+2H+(6).2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑(7).cd
【解析】
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解。
滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化;再向试管中滴入双氧水,溶液变红,说明双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,体现了FeSO4的还原性,故答案为:
还原;
(2)①仪器B为球型干燥管,故答案为:
球型干燥管;
②实验时,为避免亚铁被氧化,应先通入氮气,冷却至室温再称量固体质量的变化,需要注意的是冷却后再关闭开关,防止氧气进入,则正确的顺序为dabfce,故答案为:
dabfce;
③直至A恒重,记为m3 g,应为FeSO4和装置的质量,则m(FeSO4)=(m3-m1),m(H2O)=(m2-m3),则n(H2O)=
、n(FeSO4)=
,结晶水的数目等于
=
,故答案为:
;
(3)①实验后反应管中残留固体为红色粉末,说明生成Fe2O3,则反应中Fe元素化合价升高,S元素化合价应降低,则一定生成SO2,可知硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,C为氯化钡,用于检验SO3,可观察到产生白色沉淀,D为品红,可用于检验SO2,品红褪色,C中反应的离子方程式为Ba2++SO3+H2O=BaSO4↓+2H+,故答案为:
Ba2++SO3+H2O=BaSO4↓+2H+;
②硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,方程式为2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑,故答案为:
2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑;
③装置E用于处理尾气中的三氧化硫和二氧化硫,二者都属于酸性氧化物,可以选d,二者的水溶液的酸性均比碳酸强,也可以选c,故选cd。
点睛:
本题以绿矾为载体,考查结晶水合物中结晶水数目的测定以及分解产物的鉴别,注意把握实验原理、实验技能以及物质性质的分析。
本题的易错点为实验操作的顺序的排列,要注意防止亚铁离子被氧化,可以联系氢气还原氧化铜的实验。
9.三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O)简称三盐,白色或微黄色粉末,稍带甜味、有毒。
200℃以上开始失去结晶水,不溶于水及有机溶剂。
可用作聚氯乙烯的热稳定剂。
以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。
已知:
常温下PbSO4的溶解度比PbCO3的溶解度大
请回答下列问题:
(1)步骤①转化的目的是____________,滤液1中的溶质为Na2CO3和_________(填化学式)。
(2)步骤③酸溶时,为提高酸溶速率,可采取的措施是___________(任写一条)。
其中铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO的离子方程式为__________________。
(3)滤液2中可循环利用的溶质为__________(填化学式)。
(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为_______________________________________(已知反应中元素价态不变)。
(5)简述步骤⑦洗涤沉淀的方法__________________________________________。
【答案】
(1).将PbSO4化为PbCO3,提高铅的利用率
(2).Na2SO4(3).适当升温(或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径等其他合理答案)(4).3Pb+8H++2NO3—=3Pb2++2NO↑+4H2O(5).HNO3(6).4PbSO4+6NaOH
3Na2SO4+3PbO•PbSO4•H2O+2H2O(7).用玻璃棒引流,向过滤器中加蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下,重复上述操作2-3次
【解析】
(1)步骤①向铅泥中加Na2CO3溶液,PbCO3的溶解度小于PbSO4的溶解度,Na2CO3(aq)+PbSO4(s)=Na2SO4(aq)+PbCO3(s),则可将PbSO4转化成PbCO3,所以滤液Ⅰ的溶质主要是Na2SO4和过量的Na2CO3,故答案为:
将PbSO4转化为PbCO3,提高铅的利用率;Na2SO4;
(2)酸溶时,为提高酸溶速率,可采取的措施是适当升温(或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径等);铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO的离子方程式为:
3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O;故答案为:
适当升温(或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径等);3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O;
(3)Pb、PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)2,Pb(NO3)2中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸,HNO3可循环利用,故答案为:
HNO3;
(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为:
4PbSO4+6NaOH
3PbO•PbSO4•H2O+3Na2SO4+2H2O,故答案为:
4PbSO4+6NaOH
3PbO•PbSO4•H2O+3Na2SO4+2H2O;
(5)步骤⑦沉淀表面附着硫酸根离子,洗涤沉淀的方法为:
用玻璃棒引流,向过滤器中加蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下,重复上述操作2-3次,故答案为:
用玻璃棒引流,向过滤器中加蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下,重复上述操作2-3次。
点睛:
本题考查了物质的制备,理解工艺流程原理是解题的关键。
以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐:
向铅泥中加Na2CO3溶液是将PbSO4转化成PbCO3,滤液Ⅰ的溶质主要是Na2SO4和过量的Na2CO3,Pb、PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)2,Pb(NO3)2中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸,过滤的滤液为HNO3,可循环利用,向硫酸铅中加入氢氧化钠合成三盐和硫酸钠,洗涤沉淀干燥得到三盐。
10.闪锌矿(主要成分ZnS,含Cd、Fe、Cu等元素杂质)是冶炼锌单质的原料,有两种常见的冶炼方式:
火法炼锌和湿法炼锌。
两种方法均先将闪锌矿加热焙烧,得到以ZnO为主要成分的焙砂,再分别经过两条路线得到单质锌,同时得到副产品。
已知:
(I)相关金属单质的熔沸点
金属单质
Zn
Fe
Cu
Cd
熔点(K)
693
1812
1356
594
沸点(K)
1180
3023
2840
1040
(II)几种离子生成氢氧化物沉淀的pH
Fe3+
Zn2+
Cu2+
Cd2+
开始沉淀pH
l.l
5.9
4.7
6.9
完全沉淀pH
3.2
8.9
6.7
9.6
请回答下列问题:
(1)步骤②若焦炭与ZnO(s)反应生成1molCO时吸收akJ的热量,请写出该反应的热化学方程式___________________________________________________。
(2)步骤④中操作I的分离方法为蒸馏,得到副产品粗镉需控制温度为____左右。
(3)步骤⑦需调节溶液pH为_______,目的是_____________________________。
(4)写出步骤⑧中反应的离子方程式___________________________(任写一个)
(5)步骤⑨以Pt为电极进行电解,阴极的电极反应方程式为________________。
(6)分别取闪锌矿200kg,通过火法炼锌得到Zn的质量为65kg,通过湿法炼锌得到Zn的质量为78kg,闪锌矿中ZnS的质量分数约为___________。
【答案】
(1).ZnO(s)+C(s)
Zn(g)+CO(g)△H=+akJ/mol
(2).1040K(3).3.2Zn2++CuZn+Cd2+
Zn2++Cd(6).Zn2++2e—
Zn(7).48.5%
【解析】闪锌矿(主要成分ZnS,含Cd、Fe、Cu等元素杂质)加热焙烧,得到以ZnO为主要成分的焙砂,其中还含有其他金属的氧化物。
焙砂中的金属氧化物被焦炭还原生成金属单质和残渣,要得到金属蒸气,需要控制温度在1373K~1573K,得到的蒸气中含有锌和镉,通过蒸馏可以分离锌和镉;焙砂中加入硫酸将金属氧化物溶解,再加入双氧水将生成的亚铁盐氧化,调节溶液的酸碱性,使铁离子沉淀,得到的溶液Ⅱ中主要含有Zn2+、Cu2+、Cd2+,再加入锌,将Cu2+、Cd2+还原,得到的溶液Ⅲ中主要含有Zn2+,最后电解得到金属锌。
(1) 步骤②若焦炭与ZnO(s)反应生成1mol CO时吸收akJ的热量,反应的热化学方程式为
ZnO(s)+C(s)
Zn(g)+CO(g)△H=+akJ/mol,故答案为:
ZnO(s)+C(s)
Zn(g)+CO(g)△H=+akJ/mol;
(2)根据相关金属单质的熔沸点数据可知,步骤④中操作I的分离方法为蒸馏,得到副产品粗镉需控制温度为1040K左右,故答案为:
1040K;
(3)根据几种离子生成氢氧化物沉淀的pH数据可知, 步骤⑦需调节溶液pH除去溶液中的Fe3+,因此需要控制pH在3.23.2(4)根据上述分析,步骤⑧中反应的离子方程式有Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Zn+Cd2+=Zn2++Cd,故答案为:
Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Zn+Cd2+=Zn2++Cd;
(5)步骤⑨以Pt为电极进行电解,阴极上锌离子发生还原反应生成锌,电极反应方程式为Zn2++2e—=Zn,故答案为:
Zn2++2e—=Zn;
(6)根据流程图,闪锌矿中ZnS的质量分数只能通过火法炼锌计算,闪锌矿中ZnS的质量分数为
×100%=48.5%,故答案为:
48.5%。
11.M、Q、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素。
M原子核外电子有6种运动状态,R和X同主族。
Z、W是第四周期过渡元素,Z2+的外围电子数是的W+外围电子数的一半,W+没有未成对电子。
请回答下列问题:
(1)W+的外围电子排布图为__________。
(2)M、Q和R第一电离能由小到大的顺序是__________(用元素符号表示)。
(3)Q的气态氢化物极易溶于R的常见氢化物,原因有_________________________。
该溶液显碱性,请用结构式表示出两者的主要结合方式______________________。
(4)在上述元素形成的微粒中,和MR2互为等电子体的有_____________________(分子和离子各写一种),Q与Y形成的QY3分子的空间构型是________________。
(5)MR2体和W晶体的晶胞如图表示(●表示一个MR2分子或一个W原子)。
①在MR2晶体中,最近的分子间距为acm,则晶体密度为______g/cm3(阿伏加德罗常数的值用NA表示,不必计算结果)。
②W晶体中A、B、C、D围成正四面体空隙,该晶胞中正四面体空隙的数目为______。
某种Z的硫化物晶体中S2-以W晶体中W原子的方式堆积,Z2+填充在正四面体空隙中,则Z2+的填充率(填充Z2+的正四面体空隙数和正四面体空隙总数之比)为______。
【答案】
(1).
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
(2).C(5).N2O,SCN-(6).三角锥形(7).
(8).8(9).50%
【解析】M原子核外电子有6种运动状态,说明X核外有6个电子,即M为C,W+没有未成对电子,W属于第四周期的过渡元素,因此W为Cu,Z2+的外围电子数是Cu+的外围电子数的一半,即Z的外围电子排布式为3d54s2,即Z为Mn,R和X为同主族,X和Y为第三周期,Q与R为第二周期,因此Q为N、R为O、X为S、Y为Cl,
(1)考查电子排布图和外围电子的含义,外围电子对过渡元素来说,指的是最外层电子和次外层上的d能级,因此Cu+的外围电子排布图是3d
;
(2)考查第一电离能的规律,同周期从左向右第一电离能增大,但IIA>IIIA,VA>VIA,因此第一电离能的大小顺序是C;(4)考查等电子体的判断,与CO2互为等电子体的是N2O、SCN-等;构成的化学式NCl3,中心原子N有3个σ键,孤电子对数为(5-3)/2=1,杂化类型为sp3,空间构型为三角锥形;(5)考查晶胞的计算,①根据晶胞的结构,CO2最近的距离是面对角线的1/2,即晶胞的边长为
acm,晶胞的体积为(
a)3cm3,根据晶胞结构,一个晶胞中含有CO2的个数为8×1/8+6×1/2=4,则晶胞的质量为4×44/NAg,根据密度的定义,密度为4×44/[NA×(
a)3]g/cm3=
g/cm3;②根据晶胞的结构,一个顶点形成一个正四面体形,共有8个顶点,形成8个正四面体形;S2-的化合价-2价,Mn的化合价为+2价,则化学式为MnS,S2-占据Cu的位置,晶胞中S2-的个数为4,则Mn2+的个数为4,即填充到4个正四面体形中,晶胞中共有8个正四面体形,即填充率为4/8×100%=50%。
12.化合物A(分子式为C6H6O)是一种有机化工原料,在空气中易被氧化。
A的有关转化反应如下(部分反应条件略去):
已知:
①
②
(R表示烃基,R′和R″表示烃基或氢)
③F和D互为同分异构体
(1)写出A的名称:
________________。
(2)能用于检验A中官能团的试剂是____________。
a.Nab.NaOHc.Na2CO3d.溴水e.FeCl3
(3)G是常用指示剂酚酞,G中能够与NaOH溶液反应的官能团的名称:
________。
(4)分别写出反应A→B和E→F的化学方程式,并注明反应类型:
A→B:
________________________________________________;
E→F:
________________________________________