B气态氢化物的稳定性:
X>Z
CZ、W均可与Mg形成离子化合物
D最高价氧化物对应水化物的酸性:
Y>W
17.(2015·天津)随原子序数的递增,八种短周期元素(用字母x表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
根据判断出的元素回答问题:
(1)f在元素周期表的位置是__________。
(2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示,下同)_______>__________;比较g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱是:
_______>__________。
(3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物,写出其电子式:
__________。
(4)已知1mole的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5kJ热量,写出该反应的热化学方程式:
___________________。
(5)上述元素可组成盐R:
zx4f(gd4)2,向盛有10mL1mol·L-1R溶液的烧杯中滴加1mol·L-1NaOH溶液,沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下:
①R溶液中,离子浓度由大到小的顺序是:
__________。
②写出m点反应的而离子方程式_________________。
③若在R溶液中改加20mL1.2mol·L-1Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为__________mol。
【答案】
(1)第三周期IIIA族
(2)r(O2-)>r(Na+)HClO4>H2SO4
(3)
(4)2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=-511KJ·mol-1
(5)①c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-)
②NH4++OH-=NH3·H2O
③0.022
【解析】根据图示信息,结合原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化,判断出x、y、z、d、e、f、g、h的元素符号分别为H、C、N、O、Na、Al、S、Cl。
(1)f是Al,在周期表中的位置是第三周期IIIA族。
(2)d、e离子分别是O2-、Na+,两者的电子层结构相同,根据径大序小原则,两者的离子半径大小:
r(O2-)>r(Na+);g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸分别是HClO4、H2SO4,根据周期律的原则,Cl的非金属性比S强,故酸性强弱为HClO4>H2SO4;
(3)H、N可以组成四原子共价化合物NH3,其电子式为:
(4)1moleNa在足量O2中燃烧,恢复至室温,放出255.5KJ热量,g根据方程式2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s),反应热应为写出反应511KJ·mol-1,故热化学方程式为:
2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)△H=-511KJ·mol-1。
(5)zx4f(gd4)2为NH4Al(SO4)2
①由图示可以看出,OH-先跟Al3+反应,再跟NH4+反应,说明Al3+比NH4+更弱,因此Al3+水解程度更大,在NH4Al(SO4)2溶液中剩余的更少,因此c(NH4+)>c(Al3+),NH4Al(SO4)2溶液因Al3+、NH4+的水解而显酸性,因此c(H+)>c(OH-),SO42-未发生变化,其浓度最大,在NH4Al(SO4)2溶液中,因为溶液中原有离子的浓度大于水解出的离子,因此离子浓度由大到小的顺序是c(SO42-)>c(NH4+)>c(Al3+)>c(H+)>c(OH-);
②根据图示信息,结合①分析,图中0-30段为OH-跟Al3+反应,30-40段为OH-跟NH4+反应,m点在30-40之间,因此m点反应的离子方程式为:
NH4++OH-=NH3·H2O;
③10ml1mol·L-1NH4Al(SO4)2与20ml1.2mol·L-1Ba(OH)2的物质的量之比为5:
12,此时可以重新认为有5个NH4Al(SO4)2跟12个Ba(OH)2反应,此时溶液共有5个NH4+、5个Al3+、10个SO42-、12个Ba2+、24个OH-,由此可以看出Ba2+剩余,10个SO42-跟10个Ba2+反应生成10个BaSO4,15个OH-先跟5个Al3+
反应生成5个Al(OH)3,再跟5个NH4+反应生成5个NH3·H2O,此时会有4个OH-剩余,剩余的4个OH-
会溶解4个Al(OH)3生成2个2Ba(AlO2)2,发生的反应为5NH4Al(SO4)2+12Ba(OH)2=10BaSO4↓+Al(OH)3↓
+5NH3·H2O+2Ba(AlO2)2,因此溶液中产生的沉淀为BaSO4和Al(OH)3,沉淀物质的量为可根据Ba(OH)2的物质的量逐一计算,或者根据方程式系数简单计算出,BaSO4和Al(OH)3沉淀物质的量之和是Ba(OH)2物质的量的11/12,即11/12×20ml×10-3×1.2mol·L-1=0.022mol。
18.(2015·安徽)C、N、O、Al、Si、C
u是常见的六种元素。
(1)Si位于元素周期表第____周期第_____族。
(2)N的基态原子核外电子排布式为_____;Cu的基态原子最外层有___
个电子。
(
3)用“>”或“<”填空:
原子半径
电负性
熔点
沸点
Al_____Si
N____O
金刚石_____晶体硅
CH4____SiH4
(4)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。
0-t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是_____,溶液中的H+向___极移动,t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是______。
【答案】
(1)三ⅣA
(2)1S22S22P31(3)><><
(4)2H++NO3—+e—=NO2+H2O正铝在浓硝酸中发生钝化,氧化膜阻止了Al进一步发生反应
【解析】
(1)考查元素在周期表的结构,Si位于元素周期表第三周期第ⅣA族,
(2)N的基态原子核外电子排布式式为1S22S22P3。
Cu的基态原子最外层只有一个电子。
(3)同周期的原子半径从左到右逐渐减小,所以原子半径Al>Si,电负性同周期从左到右依次增大,所以电负性N<O,金刚石和晶体硅都是原子晶体,但是由于碳原子半径小于硅的原子半径,所以熔点金刚石的熔点大于晶体硅的熔点。
对于分子组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力(范德华力)越大,物质的熔沸点越高,因此沸点CH4<SiH4
(4)0到t1这段时间,由于Al的活泼性大于铜的活泼性,因此Al先与浓硝酸发生氧化还原反应,Al失去电子,做反应的负极,浓硝酸做电池的正极,因此正极反应式为2H++NO3—+e—=NO2+H2O,溶液中的氢离子移向正极,t1时,由于铝在浓硝酸中发生钝化,生成致密的氧化铝薄膜,阻碍进一步发生反应,此时铜与浓硝酸发生氧化还原反应,铜做负极,铝做正极,电子移动的方向发生偏转。
19.(2015·浙江)Ⅰ.请回答:
(1)H2O2的电子式___________。
(2)煤燃烧不能用CO2灭火,用化学方程式表示其理由________________。
(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色沉淀,写出反应的离子方程式_____________。
(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式:
()MnO
+()C2O
+______=()Mn2++()CO2↑+________
Ⅱ.(12分)化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。
一定条件下金属钠和H2反应生成甲。
甲与水反应可产生H2,甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。
将4.80g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24L(已折算成标准状况)的H2。
请推测并回答:
(1)甲的化学式__________。
(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式__________。
(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式__________。
(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)脱锈过程发生的化学方程式___________。
(5)某同学认为:
用惰性气体赶尽反应体系中的空气,将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥,再与金属钠反应,得到固体物质即为纯净的甲;取该固体物质与水反应,若能产生H2,即可证明得到的甲一定是纯净的。
判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由___________。
【答案】Ⅰ.
(1)
(2)2Mg+CO2
2MgO+C
(3)AgCl+Br—
AgBr+Cl—
(4)2MnO4—+5C2O42—+16H+
2Mn2++10CO2↑+8H2O
Ⅱ.
(1)NaH
(2)4NaH+AlCl3
NaAlH4+3NaCl
(3)NaAlH4+2H2O
NaAlO2+4H2↑
(4)3NaH+Fe2O3
2Fe+3NaOH
(5)制备过程中不合理,盐酸具有挥发性,HCl气体也可能会和Na反应,故固体中有可能混有NaCl。
验纯过程中不合理,产物中可能会有Na剩余,和水反应也会产生H2,同时可能也还有NaCl杂质。
【解析】Ⅰ.
(1)双氧水中氧和氢共用一对电子对,氧和氧共用一对电子对,答案为
(2)镁能在高温下和二氧化碳反应,故不能用二氧化然来灭镁燃烧。
(3)根据颜色推出淡黄色沉淀为AgBr,故离子反应答案为AgCl+Br—
AgBr+Cl—。
(4)根据氧化还原反应,Mn从+7降到+2,C从+3升到+4,依据得失电子守恒,最小公倍数为10,故Mn的系数为2,C2O42—系数为5,再根据前后阴阳离子守恒,前空应为H+,后空为H2O。
Ⅱ.
(1)由题中可知,甲分解生成钠和氢气,知道甲组成中有钠和氢,根据4.80g甲能生成0.1mol氢气得出,甲为NaH。
(2)根据反应的元素守恒,推出另一种物质为NaCl,故答案为4NaH+AlCl3
NaAlH4+3NaCl。
(3)根据题意能发生氧化还原反应,推出NaAlH4和水发生反应为氢元素归中反应,故答案为NaAlH4+2H2O
NaAlO2+4H2↑
(4)因为可以除去铁锈,故推出产物为Fe,故答案为3NaH+Fe2O3
2Fe+3NaOH。
盐酸会挥发,气体中会混有氯化氢,能与钠反应。
反应后,产物中可能还会有钠剩余,也能和水反应产生氢气。
20.(2015·上海)白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3,在我国有大量的分布。
以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。
白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物,再经过碳化实现Ca2+、Mg2+的分离。
碳化反应是放热反应,化学方程式如下:
Ca(OH)2+Mg(OH)2+3CO2⇌CaCO3+Mg(HCO3)2+H2O
完成下列填空
Mg原子核外电子排布式为;Ca原子最外层电子的能量Mg原子最外层电子的能量。
(选填“低于”、“高于”或“等于”)
【答案】
,高于
【解析】镁元素是第12号元素,所以镁原子的原子结构示意图是:
。
钙元素处在第四周期,所以价电子排布为:
4s2,而镁是3s2,显然能层越高,能量就越大,所以钙原子的最外层电子的能量高于镁原子的。
21.(2015·海南)单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如下图所示的路线制备,其中X为Z的氧化物,Y为氢化物,分子结构与甲烷相似,回答下列问题:
(1)能与X发生化学反应的酸是;由X制备Mg2Z的化学方程式为。
(2)由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为,Y分子的电子式为。
(3)Z.X中共价键的类型分别是。
【答案】
(1)氢氟酸;SiO2+Mg
O2↑+Mg2Si;
(2)Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4;
;
(3)非极性键、极性键
【解析】
试题分析:
Z为半导体单质,则Z是Si元素;Si可与氢氟酸反应;其氧化物为二氧化硅,根据反应的流程图可知,二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si,Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物,则Y的分子式是SiH4,加热分解可得到Si单质。
其余问题可解
22.(2015·四川)X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。
X和R数同族元素;Z和U位于第VIIA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。
请回答下列问题:
(1)R基态原子的电子排布式是_____________________.
(2)利用价层电子对互斥理论判断TU2的立体构型是______.
(3)X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是______(填化学式);
Z和U的氢化物中沸点较高的是_____(填化学式);Q、R、U的单质形成的晶体,熔点由高到低的排列顺序是_______(填化学式
(4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,