题目内容
【题目】Cr、S等元素的化合物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
(1)还原沉淀法是处理含铬(Cr2O72和CrO42)工业废水的常用方法,过程如下:
①已知:常温下,初始浓度为1.0 mol·L1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)随c(H+)的变化如图所示。则上述流程中CrO42-转化为Cr2O72-的离子方程式为______________________。
②还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
③Cr3+与Al3+的化学性质相似,对CrCl3溶液蒸干并灼烧,最终得到的固体的化学式为____________。
④常温下,Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32,欲使处理后废水中的c(Cr3+)降至1.0×10-5mol·L1(即沉淀完全),应调节至溶液的pH=_____。
(2)“亚硫酸盐法”吸收烟中的SO2
①将烟气通入1.0mol/L 的Na2SO3溶液,当Na2SO3恰好完全反应时,溶液pH约为3,此时,溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为_________(用离子浓度符号和“>”号表示)。
②室温下,将烟道气通入(NH4)2SO3溶液中,测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示。
已知部分弱电解质的电离常数(25℃)如下:
电解质 | 电离常数 |
H2SO3 | Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7 |
NH3·H2O | Kb=1.74×10-5 |
(i)(NH4)2SO3溶液呈____(填“酸”、“碱”或“中”)性,其原因是_________________。
(ii)图中b点时溶液pH=7,则n(NH4+):n(HSO3- )=_________。
【答案】CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 1:6 Cr2O3 5 c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-) 碱 H2SO3的第二电离常数Ka2=1.02×10-7小于NH3·H2O的电离常数Kb,故SO32-的水解程度比NH4+的水解程度大,溶液呈碱性 3:1
【解析】
(1) ① 从图中可以看出,c(Cr2O72) 随c(H+)的增大而不断增大,当c(H+)=6.0×10-7mol/L时,c(Cr2O72)=0.4mol/L,此时反应达平衡状态,所以此反应为可逆反应。由此可得CrO42-转化为Cr2O72-的离子方程式为CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 答案为CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O
② 依据电子守恒,氧化剂Cr2O72与还原剂Fe2+的关系为:Cr2O72——6Fe2+
从而得出还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6。答案为1:6;
③ Cr3+与Al3+的化学性质相似,说明Cr3+在水溶液中易发生水解反应,最终生成Al(OH)3,灼烧时再分解为铬的氧化物。所以对CrCl3溶液蒸干并灼烧,最终得到的固体的化学式为Cr2O3。答案为Cr2O3
④ Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32
,pH=5。答案为5;
(2) ① 将烟气通入1.0mol/L 的Na2SO3溶液,当Na2SO3恰好完全反应时,全部生成NaHSO3,此时溶液pH约为3,则表明HSO3-以电离为主。
发生的电离、水解反应方程式为:HSO3-H++SO32-、 HSO3-+H2O
H2SO3+OH-、H2O
H++OH- 且前面反应进行的程度大于后面反应, 从而得出溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。
答案为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)
②(i)在(NH4)2SO3溶液中,NH4+、SO32-都将发生水解,从表中数据Ka2=1.02×10-7、
Kb=1.74×10-5可以看出,HSO3-的电离常数小,SO32-的水解常数大,所以溶液呈碱性。
答案为碱;
溶液呈碱性的原因是:溶液H2SO3的第二电离常数Ka2=1.02×10-7小于NH3·H2O的电离常数Kb,故SO32-的水解程度比NH4+的水解程度大,溶液呈碱性。
答案为:H2SO3的第二电离常数Ka2=1.02×10-7小于NH3·H2O的电离常数Kb,故SO32-的水解程度比NH4+的水解程度大,溶液呈碱性。
(ii)图中b点时溶液pH=7,此时c(HSO3-)=c(SO32-),则c(NH4HSO3)=c[(NH4)2SO3],从而得出n(NH4+) :n(HSO3- )= 3:1 答案为3:1。
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【题目】下表为元素周期表一部分,针对表中①~⑥元素,回答下列问题
① | ② | ||||||||||||||
③ | ④ | ⑤ | ⑥ |
(1)①元素在周期表中的位置是第二周期 ________ 族。
(2)②和⑤两种元素中原子半径较大的是 _________(填元素符号)。③和④两种元素的最高价氧化物对应水化物中碱性较强的是___(填化学式)。
(3)写出③的单质在⑥单质中燃烧的化学方程式______。
【题目】K、Al、Si、Cu、Ni均为重要的合金材料,在工业生产、科技、国防领域有着广泛的用途,请回答下列问题:
(1)K元素处于元素同期表的_____区。
(2)下列状态的铝中,电离最外层一个电子所需能量最大的是______(填标号)。
A. [Ne] B.[Ne]
C.[Ne]
D. [Ne]
3s 3s 3p 3s 3p 3s 3p 3p
(3)从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因是_____________。
(4)一些化合物的熔点如下表所示:
化合物 | NaCl | KCl | SiO2 |
熔点/°C | 801 | 770 | 1723 |
解释表中化合物之间熔点差异的原因________________________________。
(5)NiSO4溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4。
①N、O、S三种元素中电负性最大的是_______。
②写出一种与[Ni(NH3)6]SO4中的阴离子互为等电子体的分子的分子式_________。
③1mol[Ni(NH3)6]SO4中含有δ键的数目为___________。
④NH3的VSEPR模型为____;NH3、SO42-的中心原子的杂化类型分别为___、___。
(6)K、Ni、F三种元素组成的一种晶体的长方体晶胞结构如图所示。若NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度ρ=______g·cm-3(用代数式表示)。
【题目】硼元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学知识认识和理解它们。
(1)硼元素位于元素周期表的__________区;硼元素的价电子排布式为_________。
(2)B、C、Si与H、O原子形成的单键和B、C、Si原子自成单键的键能如下表所示:
化学键 |
|
|
| ||||||
键能 | 389 | 411 | 318 | 561 | 358 | 452 | 293 | 346 | 222 |
①自然界中硼主要以含氧化合物的形式存在的原因是_____________。
②类似于烷烃,B、Si也有一系列氢化物,但从物质数量角度看:硅烷<硼烷<烷烃。原因是_________。
③推测晶体B的晶体类型是__________。
(3)乙硼烷具有强还原性,它和氢化锂反应生成硼氢化锂
,硼氢化锂常用于有机合成。
由
和
构成。
中B原子的杂化轨道类型为_______;
中三种元素电负性由大到小的顺序是__________(写元素符号)。
(4)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。可通过下列反应得到:
①□内物质的空间构型为__________。
②在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,晶体的层间距为a pm,键键长为b pm,则六方氮化硼晶体的密度为__________
(用
表示阿伏加德罗常数的值)。