题目内容

【题目】下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑨在表中的位置,回答下列问题:

(1)表中用于半导体材料的元素在周期表中的位置________________________

(2)写出短周期金属性最强的元素的离子结构示意图:_____

(3)③、④、⑤三元素离子半径从大到小的顺序是________________填离子符号)。

(4)②、③、④的气态氢化物,稳定性最强的是_______________填化学式)。

(5)设计实验证明⑤、⑥的金属性强弱__________________________

(6)在一定条件下,利用置换反应可实现物质之间的转化(仅限于①-⑨中涉及的元素)

①同族元素之间,则反应可能为_____________

②不同族元素之间,则反应可能为_____________(以上反应各写一条化学方程式即可)。

(7)将⑨的单质通入石蕊溶液中发生的颜色变化如下图,请在方框内填写出导致该阶段颜色变化的主要粒子符号_______________________________________

【答案】3周期IVA O2-F-Na+ HF 将钠和镁分别与冷水反应,钠比镁反应剧烈,金属性钠比镁强 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑或2C+SiO2 Si+2CO↑或O2+2H2S=2S+2H2O Mg+2HCl=MgCl2+H2↑或2Mg+CO2 2MgO+CCl2+H2S=2S+2HCl H+ HClO Cl2

【解析】

根据各元素在周期表中的相对位置可知:①为H元素、②为C元素、③为O元素、④为F元素、⑤为Na元素、⑥为Mg元素、⑦为Si元素、⑧为S元素、⑨为Cl元素

1)用于半导体材料的元素为Si,位于第3周期ⅣA族;

2)短周期金属性最强的元素为Na,钠离子的离子结构示意图为:

3)具有相同电子层结构的离子其离子半径随着原子序数的增大而减小,所以③、④、⑤三元素的离子半径由大到小顺序为:O2-F-Na+

4)非金属性越强,气态氢化物稳定性越强,COF中非金属性最强的为F,则氢化物稳定性最强的为HF

5)⑤为Na元素、⑥为Mg元素,金属性NaMg,证明方法为:将钠和镁分别与冷水反应,钠比Mg反应剧烈,金属性比Mg强;

6)①同族元素之间,可利用置换反应可实现物质之间的转化,如:2Na+H2O2NaOH+H2↑;

②不同族元素之间,可利用置换反应可实现物质之间的转化,如:Mg+2HClMgCl2+H2↑;

7)⑨为Cl元素,其单质为氯气,将氯气通入石蕊溶液中反应生成HClHClO,溶液呈酸性,H+使溶液变为红色,HClO具有漂白性,又使溶液红色褪去,溶液中最终溶解氯气,使溶液呈黄绿色。

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(1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中,下述现象能说明反应达到平衡的是 _________

a.v(N2O4)=2v(NO2)

b.体系颜色不变

c.气体平均相对分子质量不变

d.气体密度不变

达到平衡后,保持体积不变升高温度,再次到达平衡时,混合气体颜色____(填 “变深”“变浅”或“不变”),判断理由_______

(2)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数[例如:p(NO2)=p×x(NO2)]。写出上述反应平衡常数Kp表达式 _______________________(用p、各气体物质的量分数x表示);影响Kp的因素_________________

(3)上述反应中,正反应速率vk·p(N2O4),逆反应速率vk·p2(NO2),其中kk为速率常数,则Kp____(以kk表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa),已知该条件下k=4.8×104 s-1,当N2O4分解10%时,v______________kPa·s-1

(4)真空密闭容器中放入一定量N2O4,维持总压强p0恒定,在温度为T时,平衡时N2O4分解百分率为α。保持温度不变,向密闭容器中充入等量N2O4,维持总压强在2p0条件下分解,则N2O4的平衡分解率的表达式为__________________________

【题目】稀土是一种重要的战略资源。氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈等稀土元素的重要矿物原料。氟碳铈矿的冶炼工艺流程如下:

已知:i.铈的常见化合价为+3、+4。焙烧后铈元素转化成CeO2CeF4。四价铈不易进入溶液,而三价稀土元素易进入溶液。

ii.酸浸II中发生反应:

9CeO2 + 3CeF4 + 45HCl + 3H3BO3 = Ce(BF4)3↓+ 11CeCl3 + 6Cl2↑+ 27H2O

请回答下列问题:

(1)①焙烧氟碳铈矿的目的是______________________________________

焙烧后产生的CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生着CeO2CeO2(1-x)+xO2的循环。写出CeO2消除CO尾气的化学方程式:___________________________________________

(2)在酸浸I中用盐酸浸出时,有少量铈进入滤液,且产生黄绿色气体。少量铈进入稀土溶液发生反应的离子方程式是_________________________________________________________

(3)Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是_____________________________________

(4)操作I的名称为__________在实验室中进行操作II时所需要的硅酸盐仪器有______

(5)“操作I”后,向溶液中加入NaOH溶液来调节溶液的pH,以获得Ce(OH)3沉淀,常温下加入NaOH调节溶液的pH应大_______即可认为Ce3 +已完全沉淀。

(已知:Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20 )

(6)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品5.000 g,加酸溶解后,向其中加入含0.03300 molFeSO4FeSO4溶液使Ce4 +全部被还原成Ce3 +,再用0.1000 mol·L1的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点时,消耗20.00 mL标准溶液。则该产品中Ce(OH)4的质量分数为________(已知氧化性:Ce4+>KMnO4; Ce(OH)4的相对分子质量为208)。

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