题目内容
(14分)已知X、Y、Z、M、G、Q是六种短周期元素,原子序数依次增大。X、Z、Q的单质在常温下呈气态;Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍;X与M同主族;Z、G分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题:
(1)Y、Z、M、G四种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号) 。
(2)Z在元素周期表中的位置为 。
(3)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是(写化学式) 。
(4)X与Y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) ,在实验室中,制取该物质的反应原理是(写化学方程式) 。
(5)M2Z的电子式为 。MX与水反应可放出气体,该反应的化学方程式为 。
(6)常温下,不能与G的单质发生反应的是(填序号) 。
a.CuSO4溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸 d.NaOH溶液 e.Na2CO3固体
工业上用电解法制G的单质的化学方程式是 ,若以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是(写化学式) 。
(1)Na>Al>C>O (2)第二周期第ⅥA族 (3)HClO4
(4)C2H2 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑
(5);NaH+H2O=NaOH+H2↑
(6)be; 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;O2、CO2(CO)
解析试题分析:X、Y、Z、M、G、Q是六种短周期元素,原子序数依次增大。Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,则Y是碳或硫,由于Y的原子序数仅比X大,实验Y应该是碳元素;X、Z、Q的单质在常温下呈气态,且X的原子序数最小,因此X是氢元素;X与M同主族,所以M是钠元素;Z、G分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素,则Z是氧元素,G是铝元素。Q形成的单质是气体,原子序数最大,则Q是氯元素。
(1)同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族自上而下原子半径逐渐增大,则Y、Z、M、G四种元素原子半径由大到小的顺序是Na>Al>C>O。
(2)氧元素在元素周期表中的位置为第二周期第ⅥA族。
(3)非金属性越强最高价氧化物水化物的酸性越强,非金属性除了氧元素外,氯元素的非金属性最强,因此最高价氧化物水化物的酸性最强的是HClO4。
(4)H与C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乙炔,分子式为C2H2;在实验室中,制取乙炔是用碳化钙与水反应,反应的化学方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑。
(5)氧化钠含有离子键,电子式为;氢化钠与水反应可放出气体,该气体是氢气,则该反应的化学方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑。
(6)铝是活泼的金属,则a.与CuSO4溶液发生置换反应;b.与Fe2O3发生铝热反应,但常温下不反应;c.铝常温下与浓硫酸发生钝化,钝化是化学变化;d.铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,e.铝与Na2CO3固体不反应,答案选be。工业上用电解熔融的氧化铝制备铝,反应的化学方程式是2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;阳极产生氧气,若以石墨为电极,则氧气在高温下能与碳反应生成二氧化碳或一氧化碳,因此阳极产生的混合气体的成分是O2、CO2(CO)。
考点:考查元素推断、元素周期律的应用;乙炔制备、金属铝的性质和冶炼以及电子式、方程式的书写等
FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,下列判断不正确的是
A.加入KSCN溶液一定不变红色 |
B.溶液中一定含Fe2+ |
C.溶液中一定含Cu2+ |
D.剩余固体中一定含铜 |
钠硫电池作为一种新型储能电池,其应用逐渐得到重视和发展。
(1)Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分,需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示:
①加入试剂a后发生反应的离子方程式为 。
②操作b为 ,操作c为 。
③Al(NO3)3待测液中,c (Al3+) = mol·L-1(用m、v表示)。
(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如下图所示:
①根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 范围内(填字母序号)。
物质 | Na | S | Al2O3 |
熔点/℃ | 97.8 | 115 | 2050 |
沸点/℃ | 892 | 444.6 | 2980 |
a.100℃以下 b.100℃~300℃ c.300℃~350℃ d.350℃~2050℃
②放电时,电极A为 极。
③放电时,内电路中Na+的移动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
④充电时,总反应为Na2Sx="2Na" + xS(3<x<5),则阳极的电极反应式为 。
CoxFe3-xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3-xO4的主要步骤如下:
(1)步骤①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为 ;
(2)步骤②将晶种移到放有FeSO4溶液和铁皮的生长槽中,升温到60℃,吹入空气,待晶种长大到一定尺寸后,过滤、水洗、干燥,得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是 ,吹入空气的作用为 。
(3)步骤③将FeOOH在200~300℃下加热脱水,生成红色Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的 (填字母)。
a.蒸发皿 b.烧杯 c.坩埚 d.泥三角 e.酒精灯
(4)步骤④通入H2,加热至300~400℃,生成Fe3O4。通入H2前要向加热炉中通入N2,其作用为 。
(5)步骤⑤加入CoSO4溶液,所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是 。
(6)某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO4·7H2O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Co2+ | 6.9 | 9.4 |
请完成下列实验步骤(可选用的试剂:H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液):
①用N-甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料,使LiCoO2与铝箔分离,得到LiCoO2粗品并回收铝。
② 。
③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液,调节pH约为5,过滤。
④ 。
⑤将Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中,蒸发浓缩、降温结晶,得到CoSO4·7H2O晶体。