2023届高三化学一轮专题训练:元素或物质推断题
1.(2022·天津·天津市新华中学校考模拟预测)聚酯增塑剂G及某医药中间体H的一种合成路线如图(部分反应条件略去):
已知:+R2OH
(1)A的名称是___________________。
(2)写出下列反应的反应类型:反应①是_____________,反应④是__________。
(3)G的结构简式为_____________________,F的分子式为_____________________。
(4)写出反应②的化学方程式____________________。
(5)C存在多种同分异构体,写出核磁共振氢谱只有两种峰的同分异构体的结构简式:
____________。
(6)仅用一种试剂就可以鉴别B、D、H,该试剂是____________。
(7)利用以上合成路线的信息,以甲苯、乙醇、乙醇钠为原料合成下面有机物(无机试剂任选)___________。
2.(2022·上海浦东新·校考模拟预测)如图是部分短周期元素(用字母x等表示)化合价与原子序数的关系图。
根据判断出的元素回答问题:
(1)h在周期表中的位置是__________。
(2)比较z、f、g、r常见离子的半径大小(用化学式表示,下同):______>______>______>______;比较r、m的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:______>______>;比较d、m的氢化物的沸点:______>______。
(3)x与氢元素能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是(写分子式)______,实验室制取该物质的化学方程式为:____________________________________。
(4)由y、m和氢元素组成一种离子化合物,写出其电子式:___________________________。
(5)用铅蓄电池作电源,惰性电极电解饱和em溶液,则电解反应的生成物为(写化学式)___________________________。铅蓄电池放电时正极反应式为式)___________________________。
3.(2019·天津·统考一模)下列六种短周期元素(用字母x等表示)。最高正价或最低负价与原子序数关系如图所示。
根据判断出的元素回答问题:
(1)f在周期表中的位置是______。已知x为非金属元素,由x、e、g三种元素组成的离子化合物的电子式:______。
(2)上述元素简单离子半径最大的是(用化学式表示,下同):___;比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:_____。
(3)已知1mole的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:__________。
(4)x和d组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是____(填化学式),此化合物可将碱性工业废水中的CN-氧化,生成碳酸盐和氨气,相应的离子方程式为__________。
4.(2010·江西宜春·统考三模)现有A、B、C、D、E、F六种短周期元素,它们的原子序数依次增大,D与E的氢化物分子构型都是V型。A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等,A能分别与B、C、D形成电子总数相等的分子,且A与D可形成的化合物,常温下均为液态。
请回答下列问题(填空时用实际符号):
(1) C的元素符号是______________;元素F在周期表中的位置__________。
(2) B与D一般情况下可形成两种常见气态化合物,假若现在科学家制出另一种直线型气态化合物 B2D2分子,且各原子最外层都满足8电子结构,则B2D2电子式为________,其固体时的晶体类型是____________________________。
(3) 最近意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的C4分子。C4分子结构如图所示,已知断裂lmolC-C吸收167kJ热量,生成1mo1C≡C放出942kJ热量。根据以上信息和数据,下列说法正确的是_______。
① C4属于一种新型的化合物
② C4沸点比P4(白磷)低
③ lmol C4气体转变为C2吸收882kJ热量
④ C4与C2互为同素异形体
⑤ C4稳定性比P4(白磷)差
⑥ C4属于原子晶体
⑦ C4和P4(白磷)的晶体都属于分子晶体
⑧ C4与C2互为同分异构体
(4) C与F两种元素形成一种化合物分子,各原子最外层达8电子结构,则该分子的结构式为__________,其空间构型为__________。
(5) 为了除去化合物乙(A2ED4)的稀溶液中混有的A2ED3,常采用A2D2为氧化剂,发生反应的离子方程式为:___________
(6) E与F形成的化合物E2F2在橡胶工业上有重要用途,遇水易水解,其空间结构与A2D2极为相似。对此以下说法正确的是______________。
a .E2F2的结构式为:F- E—E- F
b.E2F2为含有极性键和非极性键的非极性分子
c. E2Br2与E2F2结构相似,熔沸点:E2Br2> E2F2
d. E2F2与H2O反应的化学方程式可能为:2 E2F2+2H2O=EO2↑+ 3E↓+4HF
(7) 举出一种事实说明E与F的非金属性强弱(用化学方程式或用语言文字表达均可):
_________________________________________________________________
5.(2012·安徽阜阳·统考二模)有一瓶澄清溶液,可能含有、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3+、Cl-、I-、、、中的一种或几种。取该溶液进行以下实验:
①用pH试纸检验,表明溶液呈强酸性;
②取出部分溶液,加入少量CCl4及数滴新制氯水,经振荡CCl4层呈紫红色;
③另取部分溶液,向其中逐滴加入NaOH溶液,使溶液从酸性变为碱牲,在滴加过程中先生成白色沉淀后完全溶解;取部分碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。
④另取部分③中的碱性溶液,向其中加入Na2CO3溶液,有白色沉淀生成。
根据以上实验事实回答下列问题:
(1)该溶液中肯定存在的离子是___________________,肯定不存在的离子是________;
(2)步骤③加入NaOH溶液过程中先生成白色沉淀后完全溶解的离子方程式为_______。
6.(2011·山东济宁·统考一模)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,W的最外层电子数与核外电子总数之比为3:8;X的核外电子总数与Y的最外层电子数相等,X的原子序数是Z的原子序数的一半;W、Y、Z位于同一周期。
(1)W的单质是一种_______色晶体。
(2)W、Y、Z三种元素的气态氢化物稳定性由高到低的顺序是_______(用化学式表示,Z的气态氢化物与其同主族元素气态氢化物化学式写法相似)。
(3)用化学方程式证明元素原子的得电子能力Y强于W_______
(4)Y的最高价氧化物为无色液体,0.25mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液,并放出QkJ的热量,写出该反应的热化学方程式_______。
(5)已知A.B.C.D四种物质存在如下反应关系:A+BC+D
①若A是Y和Z常见价态的化合物,B是X的氢化物,D是Y的氢化物,反应过程中没有化合价变化,该反应的化学方程式是_______。
②若A是Z的单质,B为红色固体,D为紫红色固体单质,高温下发生该反应,C的化学式是_______。D与X元素最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应,生成的气体会对大气造成污染。用烧碱溶液吸收该气体生成两种盐,其中一种盐可用作防腐剂,烧碱溶液吸收气体的离子方程式是_______。
7.(2018·四川广安·四川省广安友谊中学校联考一模)有X、Y、Z、Q、G原子序数依次递增的七种元素,除G元素外其余均为短周期主族元素。X的原子中没有成对电子,Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同,Z元素原子的外围电子层排布式为nsnpn+1,Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍,G原子最外电子层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第ⅠA族元素。回答下列问题:
(1)基态G原子的价电子排布式为_________,写出第三周期基态原子未成对电子数与G相同且电负性最大的元素是______(填元素名称)。
(2)Y、Z、Q三种元素的第一电离能从大到小的顺序为_________(用元素符号表示)。
(3)X、Y、Z的原子半径由大到小顺序为_________(用原子符号表示)。
(4)X、Y、Z、Q的电负性由大到小的顺序为_________(用元素符号表示)。
8.(2018·福建漳州·南靖县第一中学校联考一模)如图是元素周期表的一部分:
(1)元素⑩原子结构示意图为__________。
(2)元素③④的第一电离能大小关系为_______(填化学用语,下同),原因是__________________,④-⑧中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_______。
(3)写出元素⑦的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式_________。
(4)元素⑤ 与⑧ 元素相比,非金属性较强的是__________(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是__________。
A.气态氢化物的挥发性和稳定性 B.两元素的电负性
C.单质分子中的键能 D.含氧酸的酸性
E.氢化物中X—H键的键长 F.两单质在自然界中的存在形式
(5)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:KJ·mol﹣1),回答下面各题:
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
U 420 3100 4400 5900
①T元素最可能是________(填“s”、“p”、“d”、“ds”等)区元素;在周期表中,最可能处于同一主族的是_________。(填元素代号);
②下列离子的氧化性最弱的是______________。
A.S2+ B.R2+ C.U+ D.T3+
9.(2018·河南·统考模拟预测)已知A、B、C、D是中学化学的常见物质,且A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下,它们之间的相互转化关系如图所示(反应中生成的H2O已略去)。
请回答下列问题:
(1)若A是一种常见的强碱,C常用于糕点发酵,则反应①的离子方程 式是__________________。
(2)若A是一种碱性气体,常用作制冷剂,B、D是空气中的主要成分,则C的化学式为_______________。
(3)若A是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体,C是导致酸雨的主要气体,则反应③的化学方程式为_______________________。
10.(2018·天津河北·统考一模)A、B、C、D都是中学化学常见的物质,其中A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下相互转化的关系如下图所示。
请回答下列问题。
(1)若通常情况下A、B、C、D都是气体,且B和D为空气的主要成分,写出反应(Ⅲ)的化学方程式:_______________________。
(2)若D为氯碱工业的重要产品,A、B、C 为均含有同一种金属元素的无机化合物,反应(Ⅲ)的离子方程式为________________________。
(3)若B为非金属单质,且B 所含元素的原子最外层电子数与内层电子数之和的比值为3: 5,则反应(Ⅲ)中氧化产物与还原产物的物质的量之比为______,0.1mol A与含0.15molNaOH 的溶液充分反应后,溶液中所含离子浓度的大小关系为______。(已知: 常温下H2S 的电离平衡常数Ka1= 1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15)
(4)若A、B、C 的溶液均显碱性,C 为焙制糕点的发酵粉的主要成分之一。
①A中所含化学键类型为________,D的电子式为_________
②25℃时,浓度均为0.1mol/L 的B、C 溶液,pH 较大的是______(填溶质的化学式)溶液,写出B 溶液中显电中性的原因:__________________(用B 溶液中有关粒子的浓度关系表示)
11.(2018·安徽蚌埠·统考一模)下表为元素周期表的一部分。
回答下列问题:
碳 氮 Y
X 硫 Z
(1)Z元素在周期表中的位置为_________。
(2)下列事实能说明Y元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是___________。
a.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊
b.在氧化还原反应中,1molY单质比1mol硫得电子多
c.Y和硫两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
(3)X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ。已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃。写出该反应的热化学方程式_____________。
(4)1mol碳与镁形成的化合物Q与4mol水反应,生成2molMg(OH)2和1mol烃,该烃分子中碳氢质量比为9:1,烃的电子式为____________。
(5)Q与水反应的化学方程式为____________。
12.(2018·浙江宁波·统考一模)为探究固体X(仅含两种常见短周期元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:
已知:气体A是一种纯净物,在标准状况下的密度为1.429 g/L;固体B是光导纤维的主要成分。请回答:
(1)气体A分子的电子式_____________,白色沉淀D的化学式_____________。
(2)固体X与稀硫酸反应的离子方程式是_______________________________________。
(3)已知NH3与气体A在一定条件下反应后可得到一种耐高温陶瓷材料(仅含两种元素,摩尔质量为140 g/mol)和H2,写出该反应的化学方程式_______________________________________。
13.(2017·江西·校联考一模)现有甲、乙、丙、丁四种常见化合物,它们分别由H+、Na+、Al3+、Ba2+、OH-、Cl-、SO42-、HCO3-中的两种离子(离子不重复)组成,可以发生如图所示的转化。
回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:甲______,丁______,A______。
(2)反应①②③中属于非氧化还原反应的有______个。
(3)向甲溶液中滴入足量丁溶液时发生反应的离子方程式为_____________。
(4)向丙溶液中滴入Fe(NO3)2溶液时发生反应的离子方程式为_______。
14.(2017·安徽·校联考一模)X、Y、Z、M、W是原子序数由小到大排列的五种短周期主族元素,其中X、Z、M、W四种元素的原子序数之和为32,在元素周期表中X是原子半径最小的元素,Y原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,Z、M左右相邻,M、W位于同主族。回答下列问题:
(1)Y在周期表中的位置是________, W的阴离子符号是_____。
(2) Z的单质的结构式为________。标准状况下,试管中收集满Z的简单氢化物后倒立于水中(假设溶质不向试管外扩散),一段时间后,试管内溶液中溶质的物质的量浓度为_______。
(3)由X、Z、M三种元素组成的化合物是酸、碱、盐的化学式分别为________(各举一例)。
(4)写出加热时Y的单质与W的最高价氧化物的水化物的浓溶液发生反应的化学方程式:_______。
(5)化合物甲由X、Z、M、W和Fe五种元素组成,甲的摩尔质量为392g·mol-1, 1 mol甲中含有6 mol结晶水。对化合物甲进行如下实验:
a.取甲的水溶液少许,加入过量的浓NaOH溶液,加热,产生白色絮状沉淀和无色、有刺激性气味的气体;白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
b.另取甲的水溶液少许,加入过量的BaCl2溶液,产生白色沉淀;再加盐酸,白色沉淀不溶解。
① 甲的化学式为________。
② 已知100 mL 1 mol·L-1的甲溶液能与20 mL 1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液恰好反应,写出反应的离子方程式:____________。
15.(2017·山东淄博·山东省淄博实验中学校考一模)Ⅰ.某强酸性溶液X中含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、 NO3-中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)上述离子中,不能确定是否含有的离子是_______________,若要用实验证明该离子一定不存在,最可靠的化学方法是______________________。
(2)写出下列反应的关离子方程式:
①中生成气体A:_______________________。
②生成沉淀I:____________________________。
(3)假设测定A、F、I均为0.01mol,10mLX溶液中n(H+)=0.04mol,且不能确定含有的离子只有一种,当X溶液中不能确定的离子是__________,沉淀C的物质的量为______________。
Ⅱ.辉铜矿的主要成分是Cu2S,从辉铜矿中浸取铜元素,可用FeCl3作浸取剂。
(1)浸取时的反应为:Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S,浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时,铜元素的浸取率的变化如图。其原因是_________________。
353K时,向FeCl3浸取液中加入CuCl2,能加快铜元素的浸取速率,其反应原理可用化学方程式表示为_______________, CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2。
(2)CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。试确定200℃时固体物质的化学式为__________________。
16.(2018·河南平顶山·统考一模)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。请回答下列问题
I. (1)下列说法正确的是________。
a.XY2和WY2都能溶子水生成对应的酸
b.Q的含氧酸的酸性比X的含氧酸的酸性强
c.X的最简单气态氢化物的稳定性大于W的最简单气态氢化物的稳定性
d.依据将NaOH溶液分别滴入MgO2、ZQ3溶液中的反应现象可比较Mg和Z金属性的强弱
Ⅱ. QY2是国际上公认的高效消毒灭菌剂。
(2)实验室中利用KQY3和亚硫酸钠在硫酸存在下制备QY2。写出反应的化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目______________________。
(3)自来水厂常用QY2对饮用水进行消毒,处理后的水中要求QY2的浓度在0.10~0.80mg·L-1之间。碘量法可以检测水中QY2的浓度,步骤如下:
操作I :取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用NaOH溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
操作Ⅱ:再加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2S2O32-+I2= S4O62-+2I-)。
操作Ⅲ:然后再加硫酸调节水样pH至1~3。
操作时,不同pH环境中Q元素粒子种类及化合价如图所示:
①操作I中反应的离子方程式是_______________________。
②确定操作II完全反应的现象是___________________________。
③在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是_________________。
④若水样的体积为1.0L,在操作II中消耗了1.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10mL,则水样中QY2的浓度是__________mol·L-1(精确到0.01)。
17.(2017·四川德阳·统考一模)A、B、C、D、E都是前四周期元素,A原子价电子排布式为nsnnPn,B原子核外有3种能量不同的电子,B、C同主族,B与C形成的一种化合物是形成酸雨的重要物质。D原子核外电子有11种不同的运动状态。E是前四周期中原子核外成单电子数最多的元素。
回答下列问题:
(1)元素A的一种单质的结构如图所示。
其中A-A-A键之间的夹角是____________,含有1mol A的该单质中,形成的共价键有____mol。
(2)等径圆球在二维空间里可形成密置层和非密置层排列。在二维空间里D晶体的配位数是_______。
(3)E的基态原子的外围电子排布式为_______,AC2的电子式为 _______________。
(4)下列关于AB2的晶体和冰的比较中正确的是______(填标号)。
a.晶体的密度:AB2的晶体 > 冰
b.晶体的熔点:AB2的晶体 >冰
c.晶体中的空间利用率:AB2的晶体 >冰
d.晶体中分子间相互作用力类型相同
(5)D2C的晶胞如图,设晶体密度是ρg/㎝3
①比较D2C与D2B的熔点,较高的是_______(填化学式),其原因是 ___________________。
②试计算●与〇的最短距离______(只写出计算式,阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
18.(2017·重庆·统考一模)
元素 相关信息
A 原子核外电子总数与其周期数相同
X 其羞态原子的L层中有3个未成对电子
Y 荃态原子的2p轨道上有一个电子的自旋方向与2p轨道上其它电子的自旋方向相反
Z 原子核外p电子数比s电子数多l个
W 原子的第一至第四电离能(kJ·mol-1)分别是:I1=578,I2=1817 I3=2745 I4=11575
M 元素的主族数与周期数相差4
G 其基态原子最外层电子数为1,其余各电子层均充满电子
(1)G位于周期表的____区(填“s”、“ p”、“d ”或“ds”)。
(2)画出W基态原子的核外电子排布图_______。
(3)A2Y的VSEPR模型名称为______。
(4)已知为X2Y分子中Y原子只与一个X原子相连,请根据等电子原理.写出X2Y的电子式____,其中心原子的杂化软道类型是______,1个X2Y分子中含的π键数为______。
(5)X、G形成的某种化合物的晶胞结构如图所示,则其化学式为______。
(6)已知Z和M形成的化合物的晶体密度为pg·cm-3,阿伏加德罗常效为NA,该晶体中两个距离最近的Z离子中心间距离为______cm。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. 1,2-二氯丙烷 加成反应 氧化反应 C10H18O4 CH3CHClCH2Cl+2NaOHCH3CHOHCH2OH+2NaCl Na2CO3饱和溶液
【分析】丙烯与氯气加成得A为CH3CHClCH2Cl,A发生水解反应得B为CH3CH(OH)CH2OH,苯与氢气发生加成反应得C为环己烷,C发生氧化反应得D为己二酸HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,D与B发缩聚反应得G为,根据题中信息,F发生取代反应生成H和E,D和E发生酯化反应(取代反应)得F为CH3CH2OOCCH2CH2CH2CH2COOCH2CH3,根据H的结构可推知E为CH3CH2OH。
(7)甲苯氧化生成苯甲酸,苯甲酸与乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯;乙醇氧化生成乙醛,乙醛进一步氧化生成乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,苯甲酸乙酯与乙酸乙酯发生信息中反应得到。
【详解】根据上述分析可知A为CH3CHClCH2Cl,B为CH3CH(OH)CH2OH,C为,C发生氧化反应得D为HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,D与B发缩聚反应得G为,根据题中信息,F发生取代反应生成H和E,D和E发生酯化反应(取代反应)得F为CH3CH2OOCCH2CH2CH2CH2COOCH2CH3,根据H的结构可推知E为CH3CH2OH。
(1)A为CH3CHClCH2Cl,名称为:1,2-二氯丙烷
(2)反应①是属于加成反应,反应④属于氧化反应;
(3)G的结构简式为:;F的结构简式为CH3CH2OOCCH2CH2CH2CH2COOCH2CH3,分子式是C10H18O4;
(4)反应②的化学方程式:CH3CHClCH2Cl+2NaOHCH3CHOHCH2OH+2NaCl;
(5)C为环己烷,C存在多种同分异构体,其中核磁共振氢谱只有两种峰的同分异构体的结构简式为;
(6)B是1,2-丙二醇CH3CH(OH)CH2OH,D是己二酸HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,H是酯,鉴别三种物质的方法是向三种物质中加入Na2CO3饱和溶液,B与碳酸钠溶液混溶,不分层;D反应,产生气泡;H不反应,互不相容,液体分层,油层在上层。因此鉴别试剂是碳酸钠饱和溶液;
(7)甲苯氧化生成苯甲酸,苯甲酸与乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯;乙醇氧化生成乙醛,乙醛进一步氧化生成乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,苯甲酸乙酯与乙酸乙酯发生信息中反应得到,所以合成路线流程图为:。
【点睛】本题考查有机物的推断与性质,注意根据有机物的结构进行推断,需要学生对给予的信息进行利用,较好的考查学生自学能力、分析推理能力,是热点题型,难度中等.
2. 第三周期第ⅣA族 S2- O2- Mg2+ Al3+ HClO4 H2SO4 HF HCl C2H2 CaC2 + 2H2O→CH≡CH↑+ Ca(OH)2 NaOH、H2、Cl2 PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4
【分析】根据元素的化合价与原子序数的关系图可知,x、y、z、d为第二周期元素,e、f、g、h、w、r、m为第三周期元素,则e为Na元素、f为Mg元素、g为Al元素、h为Si元素、w为P元素、r为S元素、m为Cl元素;z、d只有负价,没有正价,z为O元素、d为F元素,则x为C元素、y为N元素。结合元素周期律分析解答。
【详解】根据上述分析,x为C元素、y为N元素、z为O元素、d为F元素、e为Na元素、f为Mg元素、g为Al元素、h为Si元素、w为P元素、r为S元素、m为Cl元素。
(1)h为Si元素,在周期表中位于第三周期第ⅣA族,故答案为第三周期第ⅣA族;
(2)一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,原子序数越大,半径越小,则z、f、g、r常见离子的半径大小为S2->O2->Mg2+>Al3+;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,r、m的最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4>H2SO4;HF分子间能够形成氢键,沸点较高,d、m的氢化物的沸点HF>HCl,故答案为S2-;O2-;Mg2+;Al3+;HClO4;H2SO4;HF;HCl;
(3)x与氢元素能形成的化合物为烃类,其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是乙炔,实验室用电石与水反应制取乙炔,反应的化学方程式为CaC2 + 2H2O→CH≡CH↑+ Ca(OH)2,故答案为C2 H2;CaC2 + 2H2O→CH≡CH↑+ Ca(OH)2;
(4)由y、m和氢元素组成一种离子化合物为氯化铵, 氯化铵属于离子化合物,铵根离子中存在共价键,电子式为,故答案为;
(5)用铅蓄电池作电源,惰性电极电解饱和NaCl溶液,反应的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;铅蓄电池放电时,PbO2为正极,电极反应式为PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4,故答案为NaOH、H2、Cl2;PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4。
3. 第三周期IIIA族 Na+ S2- HClO4 >H2SO4 2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) ΔH=-511kJ·mol-1 H2O2 H2O2+CN-+OH-=CO+NH3↑
【分析】根据图象可知,x、d、e、f、g、h原子序数依次增大,已知x为非金属元素,根据化合价可判断x、d、e、f、g、h六种元素分别为:H、O、Na、Al、S、Cl;
【详解】(1)f为Al,位于第三周期IIIA族;由H、Na、S三种元素组成的离子化合物为NaHS,其电子式为:Na+;
(2)根据“层多径大,序大径小”,则上述元素简单离子半径最大的是S2-;S、Cl的最高价氧化物对应水化物分别为硫酸、高氯酸,非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性Cl强于S,则酸性高氯酸强于硫酸;答案为:S2-;HClO4 >H2SO4 ;
(3)e为Na,d为O,已知1molNa的单质在足量O2中燃烧,产物为过氧化钠,恢复至室温,放出255.5 kJ热量,热化学方程式为:2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) ΔH=-511kJ/mol;
(4)x和d分别为H、O,组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的为过氧化氢,过氧化氢与CN-在碱性条件下发生氧化还原反应,生成碳酸根离子和氨气,反应的离子方程式为:H2O2+CN-+OH-=CO+NH3↑;
【点睛】非金属元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其气态氢化物的稳定性越强。
4. N 第3周期第VIIA族 分子晶体 ②④⑦ 三角锥形 H2O2+H2SO3=2H++SO42-+H2O acd C12+H2S=S+2HCl
【详解】A、B、C、D、E、F六种短周期元素,原子序数依次增大,D与E的氢化物分子构型都是V型,D为O,E为S,F为Cl;A、B的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等,A能分别与B、C、D形成电子总数相等的分子,且A与D可形成的化合物,常温下均为液态,则A为H,B为C,C为N;
(1)C的元素符号为N;F为Cl,Cl在周期表中的位置是第3周期第VIIA族。
(2)B与D形成一种直线型气态化合物C2O2分子,且各原子最外层都满足8电子结构,则C2O2的电子式为,其固体时的晶体类型是分子晶体。
(3)①N4中的组成元素只有氮元素,N4属于单质,①错误;
②N4的相对分子质量比P4小,N4中分子间作用力比P4小,N4沸点比P4低,②正确;
③断裂1molN4中N—N键吸收6×167kJ=1002kJ热量,形成2molN2中N≡N键释放2×942kJ=1884kJ热量,则1molN4气体转变为N2释放1884kJ-1002kJ=882kJ热量,③错误;
④N4与N2都是N元素形成的不同单质,两者互为同素异形体,④正确;
⑤键能N—N>P—P,N4比P4稳定,⑤错误;
⑥N4由分子构成,属于分子晶体,⑥错误;
⑦ N4和P4均由分子构成,均属于分子晶体,⑦正确;
⑧ N4与N2都是N元素形成的不同单质,两者互为同素异形体,不互为同分异构体,⑧错误;
答案选②④⑦。
(4)N原子最外层有5个电子,Cl原子最外层有7个电子,N和Cl形成一种化合物分子,各原子最外层达8电子结构,则该分子的结构式为;N原子上的孤电子对数为1,σ键电子对数为3,价层电子对数为1+3=4,故NCl3的空间构型为三角锥形。
(5)化合物乙为H2SO4,H2O2作氧化剂将H2SO4稀溶液中混有的H2SO3氧化成H2SO4而除去,反应的化学方程式为H2O2+H2SO3=H2SO4+H2O,离子方程式为H2O2+H2SO3=2H++SO42-+H2O。
(6)a.S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl,a正确;
b. S2Cl2中含有S—S非极性键和S—Cl极性键,由于其空间构型与H2O2相似,所以S2Cl2为极性分子,b错误;
c.S2Br2的相对分子质量比S2Cl2大,S2Br2的分子间作用力比S2Cl2大,熔沸点:S2Br2>S2Cl2,c正确;
d.S2Cl2遇水易水解,其与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,d正确;
答案选acd。
(7)一般情况下,元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱、或与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性、非金属单质间的置换反应等判断,如通过反应Cl2+H2S=2HCl+S说明S的非金属性比Cl弱。
5. Ba2+、Al3+、I-、 Mg2+、Fe3+、、、 Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Al(OH)3+ OH-=[ Al(OH)4]-
【详解】(1)由实验①可知,因与反应,该溶液中不能存在;由实验②可知,加入氯水后有碘单质生成,原溶液中存在,因为在强酸性条件下,具有强氧化性,能将氧化,故不能存在,具有氧化性,能与反应,故不能存在;因氢氧化铝具有两性,氢氧化镁没有,由实验③可知原溶液中存在,而不存在,加热后产生能使红色湿润试纸变蓝的气体,该气体为氨气,原溶液中存在;向③中溶液加入碳酸钠产生白色沉淀,则原溶液中含有,因与反应生成白色沉淀,故原溶液中不能存在,所以原溶液中一定不存在的离子有Mg2+、Fe3+、、、,一定存在在离子有Ba2+、Al3+、I-、,故填Ba2+、Al3+、I-、;Mg2+、Fe3+、、、;
(2)步骤③中加入NaOH后有白色沉淀生成,其反应为,最后白色沉淀溶解,其反应为或,故填、或。
6. 黄 HCl﹥H2S﹥SiH4 Na2S+Cl2=2NaCl+S↓ Cl2O7(l)+H2O(l)=2HClO4(aq);△H=-4QkJ/mol 3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl SiO2 2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O
【详解】W的最外层电子数与核外电子总数之比为3:8,如果是第二周期元素,有x:(2+x)=3:8 解得x不是整数,所以不符合,如果是第三周期元素,有x:(2+8+x)=3:8,解得x=6,所以是16号元素S;X的核外电子总数与Y的最外层电子数相等,则X的原子序数≤7,X的原子序数是Z的原子序数的一半;则Z的原子序数≤14,又W、Y、Z位于同一周期,则应为第三周期元素,Z的原子序数可能为12或14,则X的原子序数为6或7,但为6时,则Y为S,与W相矛盾,故只有一种可能,即X为N,Z为Si,则Y为Cl元素。
(1) W为S元素,单质为黄色固体;
(2)同周期自左而右非金属性增强,元素的非金属性越强,对应的氢化物的稳定性越大,非金属性Cl>S>Si,所以氢化物的稳定性为:HCl>H2S>SiH4;
(3)向硫化钠溶液中通入氯气,产生淡黄色沉淀,说明氯气的氧化性大于硫的氧化性,即氯得电子能力大于硫,反应的化学方程式是Na2S+Cl2=2NaCl+S↓;
(4) Cl的最高价氧化物Cl2O7为无色液体,0.25mol Cl2O7与一定量水反应生成HClO4,并放出QkJ的热量,则1mol Cl2O7与一定量水反应生成HClO4,放出4QkJ的热量,该反应的热化学方程式Cl2O7(l)+H2O(l)=2HClO4(aq);△H=-4QkJ/mol;
(5)①A是SiCl4,B是NH3,D是HCl,反应过程中没有化合价变化,根据元素守恒,反应的化学方程式是3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl;
②若A是Z的单质,A为Si,B为红色固体,B为Cu2O,D为紫红色固体单质,D为Cu,根据元素守恒,C是SiO2。铜与浓硝酸反应,生成的二氧化氮气体,用烧碱溶液吸收二氧化氮生成硝酸钠、亚硝酸钠,反应的离子方程式是2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O。
7.(1) 3d104s1 氯
(2)N>O>C
(3)C>N>H
(4)O>N>C>H
【分析】X、Y、Z、Q、G原子序数依次递增的七种元素,除G元素外其余均为短周期主族元素。由X的原子中没有成对电子可判断X为H元素,由Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同知Y为C元素,由Z元素原子的价电子层排布式为nsnpn+1,可判断Z为N元素,再根据Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍知Q为O元素;G原子最外电子层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第ⅠA族元素,则G为29号元素铜。根据以上分析,X、Y、Z、Q、G分别为H、C、N、O、Cu;
【详解】(1)Cu的原子序数为29,基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1 ,Cu的未成对电子数是1,第3周期中含有一个未成对电子的元素有Na、Al、Cl三种元素,但电负性最大的是氯元素。
(2)Y、Z、Q即为C、 N、O,同周期元素从左到右元素的第一电离能增大,但N的2p轨道为半充满稳定结构,N的第一电离能大于O的第一电离能,所以三种元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>C。
(3)X、Y、Z分别为H、C、N,同周期从左到右元素的原子半径逐渐减小,原子半径C>N,H原子只有一个电子层,原子半径最小,所以三种元素原子半径由大到小顺序为C>N>H;
(4)X、Y、Z、Q分别为H、C、N、O,同周期从左到右元素的电负性增大,所以电负性O>N>C,CH4中C显负价,所以电负性O>N>C>H。
8. O
(1)元素⑩为铁,核电荷数为26,原子结构示意图 ;正确答案: 。
(2)③为N、④为O,非金属性越强,第一电离能越大,但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,第一电离能比较大;④为O、⑤为F、⑥为Na、⑦为Al、⑧为Cl,由于氟元素没有正价,因此氯元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强,化学式为HClO4;正确答案:O
(4)元素⑤为氟 ,⑧为氯,同一主族从上到下,非金属性减弱,因此非金属性较强的是F ;气态氢化物的挥发性为物理性质,而非金属指的是化学性质,A错误;同一主族,从上到下,电负性减弱,非金属性减弱,可以证明结论,B正确;因为氟原子半径太小,原子核之间的斥力较大,导致氟原子间键能较小,因此不能通过单质分子中的键能大小判断二元素的非金属性的强弱,C错误;氟元素无正价,没有最高价含氧酸,不能证明结论,D错误;氢化物中X—H键的键长,氢化物稳定性越差,非金属性越弱,可以证明结论,E正确;两单质在自然界中均以化合态存在形式,物理性质,不能比较非金属强弱,F错误;只有BE符合题意;正确选项BE。
(5)①Q的电离能较大,且其第一电离能较大,应该为稀有气体元素;R第一电离能远远小于第二电离能,则R元素原子最外层电子数为1,属于第IA族元素; S第二电离能远远小于第三电离能,则S元素原子最外层电子数是2,属于第IIA族元素; T元素第三电离能远远小于第四电离能,则T元素原子最外层电子数是3,属于第IIIA族元素; U元素第一电离能远远小于第二电离能,则U元素原子最外层电子数是1,属于第IA族元素;根据以上分析可知:T的第一、第二、第三电离能较小,最外层电子数为3,则T元素最可能是p区元素;R和U的第一电离能较小,最外层电子数为1,二者位于同一主族;正确答案 :p;R 和U。
②氧化性指的是物质得电子能力,离子的氧化性最弱,其单质的还原性最强,因此据以上电离能数据分析可知:R为钠,U为钾,S为镁,T为铝,这几种元素形成的金属单质中,金属最强的为钾,所以其离子的氧化性最弱,C正确;正确选项C。
9. 2OH-+CO2=CO32-+H2O NO 2H2S+SO2=3S↓+2H2O
【详解】已知A、B、C、D是中学化学的常见物质,且A、B、C均含有同一种元素,则:
(1)若A是一种常见的强碱,C常用于糕点发酵为NaHCO3,则A为NaOH,D为CO2,B为Na2CO3,反应①是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的离子方程式是2OH-+CO2=CO32-+H2O;
(2)若A是一种碱性气体,常用作制冷剂,应为NH3,B、D是空气中的主要成分,B应为氮气,D为氧气,氮气与氧气在放电条件下反应生成NO,即C是NO;
(3)A是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体为H2S,C是导致酸雨的主要气体为SO2,D为O2,B为S,反应③为硫化氢和二氧化硫反应生成硫单质和水,反应的方程式为2H2S+SO2=3S↓+2H2O。
【点睛】本题考查了硫、碳、氮及其化合物性质的分析应用,主要是物质性质和反应现象的理解应用,掌握常见元素及其化合物的性质、发生的化学反应是解答的关键,注意框图题的答题关键是寻找突破口,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
10. 4NH3+6NO=5N2+6H2O Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ 2:1 c(Na+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+) 离子键、共价键 Na2CO3 c(Na+)+ c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-) +c(OH-)
【详解】(1) 由于B和D 为空气的主要成分,即O2和N2,所以可得A为NH3,B为N2,C为NO,D为O2,所以反应(Ⅲ)的化学方程式4NH3+6NO=5N2+6H2O;
(2) 氯碱工业的重要产品为NaOH,A、B、C 均含同一种金属元素,则为Al,则A为铝盐,B为Al(OH)3,C为偏铝酸盐,D为NaOH,反应(Ⅲ)的离子方程式为Al3++3AlO2-+ 6H2O=4Al(OH)3↓;
(3) B 为非金属单质,所含元素的原子最外层电子数与内层电子数之和的比值为3: 5,可推知为S元素,则A为H2S,C为SO2,D为O2,反应(Ⅲ)的化学方程式为2H2S+ SO2=3S↓+ 2H2O,其中还原剂为H2S,生成的氧化产物为2S,氧化剂为SO2,生成的还原产物为S,所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1;0.1mol H2S与0.15molNaOH 充分反应后,溶液中的溶质为等物质的量的Na2S和NaHS,溶液中共有四个平衡体系:S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-、HS-H++S2-和H2OH++OH-,由于S2-的水解程度大于HS-的水解程度,且HS-的水解程度大于其电离程度,所以离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+);
(4)已知C为NaHCO3,且A、B、C 的溶液均显碱性,则可推知A为NaOH,B为Na2CO3,D为CO2,则①NaOH中所含化学键为离子键和共价键,CO2的电子式为,②浓度相等的Na2CO3和NaHCO3溶液,由于CO32-水解程度大于HCO3-的水解程度,所以pH 较大的是Na2CO3溶液,溶液呈中性的原因是c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3-) +2c(CO32-) +c(OH-)。
11. 第三周期,ⅦA族 ac Si(s)+2C12(g)=SiCl4(1) △H=-687kJ/mol Mg2C3+4H2O=2Mg(OH)2+C3H4↑
【分析】(1)Z为Cl元素;
(2)元素非金属性的强弱可以根据气态氢化物的稳定性、最高价含氧酸的酸性以及单质的氧化性判断;
(3)根据熔沸点判断常温下的状态;
(4)烃分子中碳氢质量比确定烃的分子式,进而确定其结构,写出电子式;
(5)根据(4)的比例写出反应的化学方程式。
【详解】(1)根据图表可知,Z是17号氯元素,位于周期表的第三周期,ⅦA族;正确答案:第三周期,ⅦA族。
(2)由元素周期律,非金属元素的单质与氢气越容易化合,氢化物越稳定,非金属性越强,而得电子的数目多少不能作为比较非金属性强弱的依据;活泼的非金属单质能够置换不活泼的非金属单质,可以比较非金属的强弱;氯气可以置换硫,氯化氢比硫化氢稳定,正确选项为ac。
(3)X为硅元素,Z为氯元素,两元素的单质反应生成四氯化硅;已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,所以四氯化硅为液态,该反应的热化学方程式为:Si(s)+2C12(g)=SiCl4(1) △H=-687kJ/mol ;正确答案:Si(s)+2C12(g)=SiCl4(1) △H=-687kJ/mol。
(4)设该烃分子式为CXHY,烃分子中碳氢质量比为9:1,即12x:y=9:1, x:y=3:4;即分子式为C3H4,该物质为丙炔,电子式为;正确答案:。
(5)根据1mol碳与镁形成的化合物Q与4mol水反应,生成2molMg(OH)2和1mol烃条件,遵循原子守恒规律,可知化合物Q的化学式为Mg2C3,反应的方程式为Mg2C3+4H2O=2Mg(OH)2+C3H4↑;正确答案:Mg2C3+4H2O=2Mg(OH)2+C3H4↑。
【点睛】元素非金属强弱的判定,非金属元素的单质与氢气反应的难易程度及氢化物的稳定性,越容易反应,氢化物越稳定,非金属性就越强;最高价氧化物的水化物的含氧酸的酸性越强,非金属性越强。
12. Mg(OH)2 Mg2Si+4H+=2Mg2++SiH4↑ 3SiH4+4NH3 Si3N4+12H2
【详解】已知气体A在标准状况下的密度为1.429g·L-1,则其摩尔质量为1.429g·L-1×22.4L/mol
=32g/mol,固体B是光导纤维的主要成分即SiO2,6.0gSiO2的物质的量为0.1mol,则7.6gX中含Si的质量为2.8g,即0.1mol;在短周期金属元素中,与过量NaOH反应生成白色沉淀只有Mg(OH)2,则其物质的量为0.2mol,所以7.6gX中含Mg的质量为4.8g,即0.2mol,由此推知X为Mg2Si,则与硫酸反应生成的A气体为SiH4,其摩尔质量恰好为32g/mol。
(1)SiH4的电子式为;白色沉淀D的化学式为Mg(OH)2;
(2)固体X与稀硫酸反应的离子方程式是Mg2Si+4H+=2Mg2++SiH4↑;
(3)NH3与SiH4在一定条件下反应生成一种耐高温陶瓷材料和H2,所以耐高温陶瓷材料中含有Si和N两种元素,根据二者的化合价可知,其化学式为Si3N4,摩尔质量为140g/ mol,所以反应的化学方程式为3SiH4+4NH3Si3N4+12H2。
点睛:由于转化关系中给出了三个质量信息,所以要从质量守恒入手去思考解答,Si元素是明确的,再根据短周期元素,在过量NaOH溶液中能生成白色沉淀只有Mg(OH)2,由Mg和Si的物质的量之比,可确定出固体X是Mg2Si,再确定气体A是SiH4。
13. NaHCO3 Ba(OH)2 Al(OH)3 3 HCO3- +Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O 3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
【详解】甲、乙、丙、丁是由H+、Na+、Al3+、Ba2+、OH-、Cl-、SO42-、HCO3-离子中的两种组成,由离子共存,H+只能与Cl-或SO42-组成酸,Al3+只能与Cl-或SO42-组成铝盐,甲溶液能和乙溶液生成白色沉淀A、气体和氯化钠,应是铝离子与碳酸氢根发生的双水解反应,A为Al(OH)3,B为CO2,甲、乙分别为铝盐、NaHCO3中的一种,甲与丙反应得到硫酸钠与二氧化碳,则甲为NaHCO3,乙为Al2(SO4)3,丙为H2SO4,甲与丁反应得到白色沉淀C与无色反应D,则丁为Ba(OH)2,由于物质的用量不确定,则D溶液中可能有NaOH或碳酸钠;
(1)由分析可知,甲为NaHCO3,丁为Ba(OH)2,A为Al(OH)3;
(2)反应①②③中均不存在元素化合价的变化,都不是氧化还原反应,则属于非氧化还原反应的有3个;
(3)向NaHCO3溶液中滴入足量Ba(OH)2溶液时发生反应的离子方程式为HCO3- +Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O;
(4)向H2SO4溶液中滴入Fe(NO3)2溶液时,Fe2+被NO3-在酸性条件下氧化为Fe3+,同时生成NO气体,则发生反应的离子方程式为3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O。
点睛:破解离子推断题的几种原则:(1)肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子;(记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-、CrO42-、Cr2O72-);(2)互斥性原则:在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在;(要注意题目中的隐含条件,如:酸性、碱性、指示剂的变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等);(3)电中性原则:溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等;(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子);(4)进出性原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
14. 第二周期IVA族 S2- N≡N 0.045mol/L(或1/22.4mol/L) HNO3(或HNO2)、NH3·H2O、NH4NO3(或NH4NO2) C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
【详解】原子序数由小到大排列的五种短周期元素X、Y、Z、M、W,在周期表中X是原子半径最小的元素,则X为H元素;元素Y原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,Y为C或S,结合原子序数可知,Y不可能为S元素,故Y为C元素;Z、M左右相邻,M、W位于同主族,令Z的原子序数为a,可知M原子序数为a+1,W原子序数为a+9,X、Z、M、W四种元素的原子序数之和为32,则1+a+a+1+a+9=32,解得a=7,故Z为N元素、M为O元素、W为S元素。
(1) Y为C元素,在周期表中位于第二周期IVA族,W为S元素,W的阴离子符号是S2-,故答案为第二周期IVA族;S2-;
(2)Z为N元素,单质的结构式为N≡N;标况下,Z的氢化物为氨气,氨气极易溶于水,试管中收集满氨气,倒立于水中(溶质不扩散),一段时间后,氨气体积等于溶液的体积,令体积为1L,则试管内溶液的物质的量浓度为=0.045mol/L,故答案为N≡N;0.045mol/L;
(3)X为H元素、Z为N元素、M为O元素。由H、N、O三种元素组成的化合物是酸、碱、盐的化学式分别为HNO3(或HNO2)、NH3·H2O、NH4NO3(或NH4NO2),故答案为HNO3(或HNO2)、NH3·H2O、NH4NO3(或NH4NO2);
(4)加热时,碳与浓硫酸发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O,故答案为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O;
(5)①取甲的溶液加入过量的浓NaOH溶液并加热,产生白色絮状沉淀和无色刺激性气味气体,过一段时间白色絮状沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色,则说明甲中有亚铁离子和铵根离子,另取甲的溶液,加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解,则说明甲中有硫酸根离子,1mol甲中含有6mol结晶水,即甲的化学式中含有6个结晶水,甲的摩尔质量为392g/mol,则甲的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O,故答案为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O;
②100 mL 1 mol·L-1的甲溶液中含有0.1mol Fe2+,20 mL 1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液中含有0.02mol MnO4-,恰好反应生成铁离子和锰离子,反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,故答案为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。
点睛:本题考查结构性质位置关系应用,推断元素是解题关键。本题的难点是(5)中甲的化学式的确定;易错点为(2)的计算,要知道氨气极易溶于水,氨气体积等于溶液的体积。
15. Fe3+ 取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN溶液,溶液不变红色说明无Fe3+(其它合理答案也可)。 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- Fe3+ (或Cl-) >0.07mol (<0.07mol) 生成的硫覆盖在Cu2S表面,阻碍浸取 Cu2S+2CuC12=4CuC1+S CuSO4·H2O
【详解】强酸性溶液中一定不会存在CO32-和SO32-离子,加入过量硝酸钡生成沉淀,则该沉淀为BaSO4沉淀,说明溶液中含有SO42-离子,生成气体A,A连续被氧化生成D和E,则A为NO,D为NO2,E为HNO3,说明溶液中含有还原性离子,一定为Fe2+离子,溶液B中加入过量NaOH溶液,沉淀G为Fe(OH)3,生成气体F,则F为NH3,说明溶液中含有NH4+离子;溶液H中通入CO2气体,生成沉淀I,则I为Al(OH)3,H为NaOH和NaAlO2,说明溶液中含有Al3+离子,溶液中含有Fe2+离子,就一定不含NO3-离子,含有SO42-离子就一定不含Ba2+离子,不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl-,(1)根据以上分析可知,溶液中不能确定的阳离子为Fe3+;通常用硫氰化钾溶液检验铁离子,检验方法为:取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+,故答案为Fe3+;取少量X溶液放在试管中,加入几滴KSCN,溶液不变红色说明无Fe3+;(2)①气体A为NO,Fe2+离子被氧化为Fe3+离子,NO3-离子被还原为NO气体,反应的离子方程式为:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,②H中NaAlO2,沉淀I为氢氧化铝,偏铝酸根离子与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,应的离子方程式为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;(3)A、F、I均为0.01mol,10mL X溶液中n(H+)=0.04mol,根据反应3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,可知亚铁离子为0.03mol,根据溶液电中性可知:2n(Fe2+)+3n(Al3+)+n(NH4+)=2n(SO42-),n(SO42-)=
=0.07mol,当X溶液中不能确定的离子是Fe3+,则硫酸根离子的物质的量大于0.07mol,生成沉淀C硫酸钡的物质的量大于0.07mol;当X溶液中不能确定的离子为Cl-,则硫酸根离子的物质的量小于0.07mol,生成沉淀C硫酸钡的物质的量小于0.07mol.
II.(1)Cu2S难溶,生成的硫覆盖在Cu2S表面,阻碍浸取,所以洗涤时铜元素的浸取率的变化如图;浸取时的总反应为:Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S,向FeCl3浸取液中加入CuCl2,能加快铜元素的浸取速率,还发生了这个反应CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2。用总反应减去这个反应即为:Cu2S+2CuC12=4CuC1+S;(2)CuSO4 5H2O受热到102℃时开始脱水分解,113℃时可得到较稳定的一种中间物,到258℃时才会继续分解.在200℃时失去的水的质量为0.80g-0.57g=0.23g,根据反应的化学方程式:CuSO4 5H2O== CuSO4 (5-n)H2O+nH2O
250 18n
80g 80g-57g=23g
解得n=4,所以,200℃时该固体物质的化学式为CuSO4 H2O。
16. cd 2C1O2+2I-=2ClO2-+I2 蓝色消失,半分钟内不变色 ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O 0.68
【详解】根据短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置,则X为C元素、Y为O元素、Z为Al元素、W为Si元素、Q为Cl元素。
(1)a.XY2和WY2分别为CO2和SiO2,二氧化碳溶于水生成碳酸,但是二氧化硅不溶于水,故a错误;b.没有指出最高价,则Q的含氧酸的酸性不一定比X的含氧酸的酸性强,故b错误;c.X的最简单气态氢化物为甲烷,W的最简单气态氢化物为硅烷,非金属性C大于Si,则甲烷的稳定性大于硅烷,故c正确;d.由NaOH溶液分别滴入MgCl2、AlCl3溶液中,氢氧化钠过量时氢氧化镁不溶解,而氢氧化铝溶解,证明氢氧化镁的碱性大于氢氧化铝,则Mg的金属性大于Al,故d正确;故答案为c d;
(2)实验室中利用KClO3和亚硫酸钠在硫酸存在下制备ClO2,反应的化学方程式为2KClO3+ Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+K2SO4,反应中氯酸钾是氧化剂,亚硫酸钠是还原剂,转移2个电子,用单线桥标明电子转移的方向和数目表示为,故答案为;
(3)①用氢氧化钠溶液调至中性,由图知,此条件下粒子种类为 ClO2,ClO2将加入的碘化钾氧化为I2,自身被还原成ClO2-,离子方程式为:2ClO2+2I-=2ClO2-+I2,故答案为2ClO2+2I-=2ClO2-+I2;
②加入一定量 Na2S2O3 溶液,发生反应2S2O32-+I2═S4O62-+2I-,使I2还原为I-,故蓝色会消失,故答案为蓝色消失,半分钟内不变色;
③由图示表明,pH至1~3时,ClO2-将I-氧化成I,生成的I2,反应的离子方程式为:ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O,故答案为ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O;
④ S2O32- ~ I- ~ ClO2
1 1
1.0×10-3 mol/L×0.01L 1.0×10-5mol
m(ClO2)=n(ClO2)×M(ClO2)=1.0×10-5mol×67.5×103mg mol-1=0.675mg,由于水样为 1L,所以 ClO2 的浓度为=0.675 mg L-1≈0.68mg L-1,故答案为0.68。
点睛:明确原子结构与元素周期律、元素周期表的关系为解答关键。本题的易错点为(3)④的计算和方程式的书写,注意计算结果必须精确到0.01。
17. 109°28′ 2 4 3d54s1 a、c Na2O 两者都是离子晶体,阴阳离子所带电荷相同,离子半径r(S2-)>r(O2-),所以晶格能Na2S
【详解】(1)根据元素A的结构图可知,每个原子与另外四个原子形成正四面体结构,故A - A-A键之间的夹角是109°28′,每个A原子与四个A原子形成一对共价键,故每个A原子分摊的共价键数为4×=2,故含有1mol A的该单质中,形成的共价键有2mol;
(2)等径圆球在二维空间里可形成密置层和非密置层排列。将非密置层一层一层地在三维空间里堆积,在二维空间里得到的金属钠晶体的的晶胞,为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子的配位数是4;
(3) E为Cr,其基态原子的外围电子排布式为3d54s1,CS2的电子式为;
(4)a.晶体的密度:CO2的晶体>冰,选项a正确;b.晶体的熔点:CO2的晶体<冰,选项b错误;c.晶体中的空间利用率:CO2的晶体 >冰,选项c正确;d.晶体中分子间相互作用力类型相同,选项d错误。答案选ac;
(5) ①Na2S与Na2O,两者都是离子晶体,阴阳离子所带电荷相同,离子半径r(S2-)>r(O2-),所以晶格能Na2S
【详解】有A、X、Y、Z、W、M、G等原子序数依次增大的前四周期元素,A原子核外电子总数与其周期数相同,则A是H;X基态原子的L层中有3个未成对电子,所以X是N;Y基态原子的2p轨道上有一个电子的自旋方向与2p轨道上其它电子的自旋方向相反,所以Y是O;Z原子核外p电子数比s电子数多l个,则Z是Na;W原子的第一至第四电离能(kJ·mol-1)分别是:I1=578,I2=1817,I3=2745 I4=11575,这说明最高价是+3价,则W是Al;M元素的主族数与周期数相差4,则M是Cl;G基态原子最外层电子数为1,其余各电子层均充满电子,因此G是Cu。
(1)铜位于周期表的ds区。(2)基态铝原子的核外电子数是13,则其核外电子排布图为 。(3)H2O分子中O的价层电子对数=2+(6-2×1)/2=4,所以VSEPR模型名称为四面体。(4)已知为N2O分子中O原子只与一个N原子相连,与CO2互为等电子体,则其电子式为,CO2是直线形结构,其中心原子的杂化软道类型是sp。双键中含有一个π键,因此1个N2O分子中含的π键数为2;(5)根据晶胞结构可知N原子个数=8×1/8=1,Cu原子个数=12×1/4=3,因此其化学式为Cu3N。(6)氯化钠晶体密度为pg·cm-3,阿伏加德罗常效为NA,该晶体中两个距离最近的钠离子中心间距离为面对角线的一半。晶胞中含有离子的个数均是4个,则晶胞边长是,则晶体中两个距离最近的钠离子中心间距离为
