题目内容
【题目】A、B、C、D、E都是元素周期表中的前20号元素,原子序数依次增大,B、C、D同周期,A、D原子中某p能级均排有5个电子,E和其他元素既不在同周期也不在同主族,B、C、D的最高价氧化物的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。
根据以上信息,回答下列问题。
(1)A和D的氢化物中,沸点较低的是________(填化学式);该物质固态时属于________晶体;A和D的电负性较大的是________(填元素符号);B和C的第一电离能较小的是________(填元素符号);
A和B的离子中,半径较小的是________(填离子符号);构成C单质晶体的微粒以________键相结合。
(2)写出B、C的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式:________________________。
(3)A和E可组成离子化合物,其晶胞结构如图所示:
阳离子(用“●”表示)位于大立方体的顶点或面心;阴离子(用“○”表示)均位于小立方体的中心。与一个“○”距离最近的“●”有________个,与一个“●”距离最近的“●”有________个,该化合物的化学式是________。
(4)已知晶胞的的体积为2.0×10-23cm3,求A和E组成的离子化合物的密度,请列式并计算,结果保留一位小数。
【答案】 (1)HCl 分子 F Na Na+ 金属
(2)OH-+Al(OH)3===AlO2-+2H2O
(3)4 12 CaF2
(4)
【解析】
试题分析:A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号的元素,原子序数依次增大,且B、C、D同周期,B、C、D的最高价氧化物的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水,说明C的最高价氧化物的水化物是两性,B的最高价氧化物的水化物呈强碱性,D的最高价氧化物的水化物呈酸性,所以C是Al元素,B是Na元素,D是S元素或Cl元素;E和其它元素既不在同周期也不在同主族,所以E是Ca元素;晶胞中阳离子个数=8×1/8+6×1/2=4,阴离子为8,阴阳离子个数之比=8:4=2:1,所以其化学式为EA2,E是Ca元素, A、D同主族,所以A是F元素,D是Cl元素。
(1)A和D的氢化物分别为HF和HCl,中,氟化氢和氯化氢形成的晶体都是分子晶体,但氟化氢中分子间存在氢键,氯化氢分子间不存在氢键,氢键的存在导致氟化氢的沸点反常高,所以沸点较低的是HCl;该物质固态时属于分子晶体;同主族元素,从上到下,非金属性减弱,电负性逐渐减弱,则F和Cl的电负性较大的是F;Na和Al属于同周期元素,同周期元素,从左到右,第一电离能逐渐增大,则Na和Al的第一电离能较小的是Na;F-和Na+的核外电子排布相同,质子数越多,离子半径越小,则Na+和F-中,离子半径较小的是Na+;Al是金属晶体,则构成Al单质晶体的微粒以金属键相结合。
(2)B、C的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al(OH)3,氢氧化铝是两性氢氧化物,能与强碱反应生成偏铝酸钠和水,它们相互反应的离子方程式为OH-+Al(OH)3===AlO2-+2H2O。
(3)根据晶胞结构可知,与一个“○”距离最近的“●”有4个,与一个“●”距离最近的“●”12个,根据上述推断,该化合物的化学式是CaF2。
(4)已知晶胞的的体积为2.0×10-23cm3,晶胞的含个CaF2,其质量是,
密度是。
【题目】用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。
①作负极的物质是________。
②正极的电极反应式是_________。
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3—的去除率和pH,结果如下:
初始pH | pH=2.5 | pH=4.5 |
NO3—的去除率 | 接近100% | <50% |
24小时pH | 接近中性 | 接近中性 |
铁的最终物质形态 |
pH=4.5时,NO3—的去除率低。其原因是________。
(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3—的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ. Fe2+直接还原NO3—;
Ⅱ. Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验,结果如图所示,可得到的结论是_______。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式,解释加入Fe2+提高NO3—去除率的原因:______。
pH =4.5(其他条件相同)
(4)其他条件与(2)相同,经1小时测定NO3—的去除率和pH,结果如下:
初始pH | pH=2.5 | pH=4.5 |
NO3—的去除率 | 约10% | 约3% |
1小时pH | 接近中性 | 接近中性 |
与(2)中数据对比,解释(2)中初始pH不同时,NO3—去除率和铁的最终物质形态不同的原因:__________。