题目内容
【题目】有关元素W、X、Y、Z的信息如下,请用化学用语完成下列问题:
元素 | 信息 |
W | 所在主族序数与所在周期序数之差为4,其单质在常温下呈黄绿色 |
X | X+的电子层结构与Ne相同 |
Y | 生活中常见的金属,其制品在潮湿的空气中会生锈 |
Z | 地壳中含量最多的金属元素 |
(1)请写出Z元素在周期表中的位置________。请写出Z高价氧化物的水化物与X最高价氧化物水化物反应的离子方程式________。
(2)X在空气中加热,生成一种淡黄色固体,该固体的电子式是________。
(3)以铜棒、石墨为电极材料,YW3溶液为电解质溶液,形成如图所示的原电池,则该原电池正极的电极反应式为________。如何检验正极反应的产物离子,请简述操作过程及现象________,________。
(4)Y和Z单质混合物质量为3.28g,总物质的量为0.1mol。加入足量盐酸溶解,再加入适量H2O2溶液,然后加入氨水恰好完全沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到固体的质量为________g。加入H2O2溶液反应的离子方程式为________。
【答案】第三周期ⅢA族 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O Fe3++e-=Fe2+ 取反应后溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4溶液) 产生沉淀(或溶液褐色) 8.38g 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
【解析】
W所在主族序数与所在周期序数之差为4,其单质在常温下呈黄绿色,则为Cl;X+的电子层结构与Ne相同,X为Na;Y生活中常见的金属,其制品在潮湿的空气中会生锈则为Fe;Z地壳中含量最多的金属元素则为Al。
(1)Z为Al元素,为第三周期IIIA族元素,Z高价氧化物的水化物氢氧化铝与X最高价氧化物水化物氢氧化钠反应生成偏铝酸钠及水,离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(2)钠与氧气反应生成过氧化钠,电子式为;
(3)以铜棒、石墨为电极材料,氯化铁溶液为电解质溶液,形成原电池,正极为碳,溶液中铁离子得电子变为亚铁离子,为Fe3++e-=Fe2+,检验亚铁离子方法为取反应后溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4溶液),产生沉淀(或溶液褐色),则说明有二价铁;
(4)Fe与Al混合物3.28g,总物质的量为0.1mol,则可以计算出各固体物质的量,设Fe为xmol,Al为ymol,则有,解得,加入足量盐酸溶解,再加入适量H2O2溶液,然后加入氨水恰好完全沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到固体氢氧化铝与氢氧化铁质量为0.02×107+0.08×78=8.38g,加入H2O2是为了氧化二价铁为铁离子,故反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
【题目】以煤为原料可合成一系列燃料。
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,
②CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ/mol
请写出甲醇燃烧生成H2O(g)的热化学方程式_________;
(2)向1 L密闭容器中加入2 mol CO、4 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(l)+H2O(l) ΔH=+71 kJ/mol
①该反应能否_________自发进行(填“能”、“不能”或“无法判断”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_________.
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变 b.CO和H2的转化率相等
c.CO和H2的体积分数保持不变 d.混合气体的密度保持不变
e.1 mol CO生成的同时有1 mol O-H键断裂
(3)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0在一定条件下,某反应过程中部分数据如下表:
反应条件 | 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
恒温恒容 (T1℃、2L) | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min | 4.5 | ||||
20min | 1 | ||||
30min | 1 |
①0~10 min内,用H2O(g)表示的化学反应速率v(H2O)=_________mol/(L·min);
span>②达到平衡时,该反应的平衡常数K=_________(用分数表示),平衡时H2的转化率是_________;
③在其他条件不变的情况下,若30 min时向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”);
(4)用甲醚(CH3OCH3)作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极反应式_________。