【題目】非金屬元素在化學中具有重要地位,請回答下列問題:
(1)下圖的氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的重要部分,人類活動加劇了氮循環(huán)中的物質轉化。
①N在元素周期表中的位置_________,的立體構型__________。
②反硝化過程中,CH3OH可作為反應的還原劑,1mol還原劑失去6mol電子,被氧化為兩種常見離子。請將該反應的離子方程式補充完整:__CH3OH+_____+___+___+___ 。
(2)砷及其化合物有重要的用途。
③砷(As)簡化的電子排布式___,AsH3的熔沸點比NH3的 ___(填“高”或“低”),原因是____。
④雌黃(As2S3)在我國古代常用作書寫涂改修正液。分子結構如下圖,則砷原子的雜化方式為_____。
⑤砷化鎵(GaAs)的熔點為1238℃,密度為ρ g·cm-3,其晶胞結構如圖所示。
距Ga原子最近且等距的As原子個數為____,GaAs的摩爾質量為M g·mol-1,阿伏加德羅常數值為NA,則該晶胞邊長為___pm。
【答案】第二周期第ⅤA族 V形 5 6 3N2 4HCO3- CO32- 8H2O [Ar]3d104s24p3 低 NH3的分子間存在氫鍵 sp3 4 ×1010
【解析】
根據原子的電子層數及其價電子數確定元素在周期表中的位置;根據原子及離子的電子排布式分析;根據價層電子對數目和價層電子對互斥理論分析原子的雜化類型和空間構型;根據晶胞結構分析晶體的化學式并進行相關計算。
(1)①N的核電荷數為7,原子核外有2個電子層,且最外層電子數是5,則N在元素周期表中的位置第二周期第ⅤA族,的N原子價層電子對數為2+=3,則N原子的雜化方式為sp2雜化,的立體構型為V形;
②反硝化過程中,CH3OH中C元素為-2價,作為反應的還原劑,1mol還原劑失去6mol電子,則還原產物中C元素為+4價,被氧化為兩種常見離子,應為CO32-和HCO3-,NO3-的還原產物為N2,根據電子守恒、電荷守恒和原子守恒可知反應的離子方程式為:5CH3OH+6NO3-3N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O;
(2)③砷(As)的核電荷數是33,為第四周期第ⅤA族元素,則簡化的電子排布式[Ar]3d104s24p3;NH3的分子間存在氫鍵,則AsH3的沸點比NH3低;
④雌黃(As2S3) 中As原子的價層電子對為3+=4,則砷原子的雜化方式為sp3雜化;
⑤砷化鎵(GaAs) 晶胞中距Ga原子最近且等距的As原子個數為4;As數目為8×+6×=4,Ga數目為4,則晶胞的質量為g,晶胞邊長為apm=a×10-10cm,則晶胞的體積為(a×10-10cm)3,根據,則a=×1010pm=×1010pm。
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【題目】某可充電電池的原理如圖所示,已知a、b為惰性電極,溶液呈酸性。充電時右槽溶液顏色由綠色變?yōu)?/span>紫色。下列敘述正確的是
A. 放電時,H+從左槽遷移進右槽
B. 放電過程中,左槽溶液顏色由黃色變?yōu)樗{色
C. 充電時,b極接直流電源正極,a極接直流電源負極
D. 充電過程中,a極的電極反應式為:VO2++2H++e- = VO2++H2O
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【題目】硼酸(H3BO3)是有重要用途的一元弱酸。請回答下列問題:
(1)單質硼溶于熱的濃硝酸可以生成硼酸,該反應的化學方程式為___________。
(2)利用鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)制硼酸,已知天然的Fe3O4不溶于酸。生產硼酸的工藝流程如下:
①“浸渣”主要成分的化學式為_____________。
②“凈化除雜”:濾液保持一定溫度,需先加H2O2溶液,然后再調節(jié)溶液的pH=5.6。溫度不宜過高的原因是___________。調節(jié)溶液的pH=5.6的主要目的是___________。
[已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39], Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,
[已知:Ksp[Fe(OH)2]=4.7×10-6], Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,
(3)硼酸也可以通過電解方法制備。工作原理如圖所示。
①寫出陽極的電極反應式___________________。
②a膜或b膜為陽離子交換膜的是________;陰極室溶液的濃度________(填“變大”、“不變”、“變小”)。
(4)寫出一定條件下硼酸與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式_________________________。
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【題目】下列反應的離子方程式書寫不正確的是( )
A.澄清石灰水與少量小蘇打溶液混合: Ca2++OH-+═CaCO3↓+H2O
B.向FeBr2溶液中通入足量的氯氣: 2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++2Br2+6Cl-
C.向NaAlO2溶液中滴加少量NaHCO3溶液: + +H2O=Al(OH)3↓+
D.用鐵電極電解飽和食鹽水 2Cl-+2H2O == 2OH-+H2↑+Cl2↑
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【題目】某課外活動小組的同學,在實驗室做鋅與濃硫酸反應的實驗中,甲同學認為產生的氣體是二氧化硫,而乙同學認為除二氧化硫氣體外,還可能產生氫氣。為了驗證甲、乙兩位同學的判斷是否正確,丙同學設計了如圖所示實驗裝置(鋅與濃硫酸共熱時產生的氣體為X,且該裝置略去),試回答下列問題:
(1)上述反應中生成二氧化硫的化學方程式為__。
(2)乙同學認為還可能產生氫氣的理由是__。
(3)丙同學在安裝好裝置后,必不可少的一步操作是__。
(4)說明A、B、E中可能的試劑及其作用:
①A中加入的試劑可能是__,作用是__;
②B中加入的試劑可能是__,作用是__;
③E中加入的試劑可能是__,作用是__。
(5)可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現(xiàn)象是:C中__;D中__。
(6)如果去掉裝置B,還能否根據D中的現(xiàn)象判斷氣體X中有氫氣__(填“能”或“不能”),原因是__。
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【題目】如圖所示,A為新型高效的甲烷燃料電池,采用鉑為電極材料,兩電極上分別通入CH4和O2,電解質為KOH溶液。B為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D為電解槽,其電極材料、電解質溶液見圖。
(1)甲烷燃料電池正極、負極的電極反應式分別為____;____。
(2)關閉K1,打開K2,通電后,B的KMnO4紫紅色液滴向d端移動,則電源a端為___極,通電一段時間后,觀察到濾紙c端出現(xiàn)的現(xiàn)象是_____。
(3)已知C裝置中溶液為AgNO3溶液,D裝置的溶液為Cu(NO3)2溶液,打開K1,關閉K2,通電一段時間后,D裝置中Cu極的電極反應式為____,C裝置中總反應的離子方程式為___。
(4)若C裝置中AgNO3溶液足量,且溶液體積為1L,電解一段時間后,C裝置中產生O2的體積為0.56 L(標準狀況下),則電路通過的電子的物質的量為___,溶液的pH為___(忽略溶液體積變化)。
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【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機物合成中的重要試劑,可由NO與Cl2在常溫常壓下反應得到。ClNO 部分性質如下:黃色氣體,熔點:-59.6℃,沸點:-6.4℃,遇水易水解。某研究性學習小組根據亞硝酰氯(ClNO)性質擬在通風櫥中制取亞硝酰氯,設計了如下實驗裝置。、
試回答下列問題:
(1)寫出實驗室利用裝置A制備Cl2的離子反應方程式__________。
(2)裝置B的作用是 ①__________,②____________。
(3)若用A裝置制取NO氣體,B中應該盛放_________。
(4)為使NO和Cl2恰好完全反應生成ClNO,理論上向E中通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為___。
(5) 簡述檢查A、B、C所組成的實驗裝置氣密性的操作_________。
(6)裝置H吸收尾氣,有同學認為尾氣中的某種氣體不能完全被吸收。為了充分吸收尾氣,可將尾氣與________________同時通入NaOH溶液中。
(7)已知:ClNO與H2O反應生成HNO2和HCl。
①設計實驗證明 HNO2是弱酸:____________。(僅提供的試劑:1 molL-1HCl、 1 molL-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙)。
②通過以下實驗測定ClNO樣品的純度。取F中所得液體3.0 g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL樣品溶于錐形瓶中,用0.20 molL-1 AgNO3標準溶液滴定至終點,根據表中所給信息,應選用____________做指示劑,滴定終點的現(xiàn)象是______。
物質 | Ag2CrO4 | AgCl | AgI | Ag2S |
顏色 | 磚紅色 | 白色 | 黃色 | 黑色 |
Ksp | 1×10-12 | 1.56×10-10 | 8.3×10-17 | 6.3 ×10-50 |
消耗標準AgNO3溶液的體積為20.00ml,亞硝酰氯(ClNO)的質量分數為________。
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【題目】將10 mL充滿NO2和O2的混合氣體的試管,倒置在水槽中,反應停止后試管內剩余2 mL的無色氣體,求原混合氣體中NO2和O2各多少毫升____________?
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【題目】已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,回答下列有關問題:
(1)用0.1mol Ba(OH)2配成稀溶液與足量稀硝酸反應,能放出__________kJ的能量。
(2)如圖所示裝置中,儀器A的名稱是_______________,作用是___________________________;碎泡沫塑料的作用是__________________________________。
(3)通過實驗測定的中和熱的ΔH常常大于-57.3kJ/mol,其原因可能是______________。
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