题目内容
磷单质及其化合物在工业生产中有着广泛的应用。白磷可用于制备高纯度的磷酸(磷酸结构式为
),三聚磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂,次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍等等。
完成下列填空:
(1)磷元素原子核外最外层电子排布式为 。NaH2PO2中涉及到四种元素,它们的原子半径由小到大的顺序为 。
(2)氧原子核外有 种不同能量的电子。
(3)写出与磷同周期的主族元素中,离子半径最小的元素,其最高价氧化物对应水化物的电离方程式 。
(4)磷酸二氢钠主要用于制革、处理锅炉水及在食品工业、发酵工业中作缓冲剂。其水溶液呈酸性的原因是_______________________________________________________。
(5)三聚磷酸可视为三个磷酸分子之间脱去两个水分子的产物,其结构式为 。三聚磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为____________。
(6)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍。化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2-,在一定条件下能发生如下反应:__Ni2++__H2PO2-+ →__Ni + ___H2PO3-+ 。请完成并配平上述反应离子方程式。该反应的还原产物是__________。
(1)3S23P3; H<O<P<Na
(2)3
(3)H+ + AlO2- + H2O
Al(OH)3
Al3+ + 3OH- (2分)
(4)磷酸二氢根离子电离程度大于水解程度 (2分)
(5)
; Na5P3O10
(6)Ni2++H2PO2-+H2O→ Ni+H2PO3-+2H+ (2分) Ni
解析试题分析:(1)H原子有1个电子层,O有2个电子层,P和Na有3个电子层且Na质子数少半径大,故半径大小顺序为H<O<P<Na;
(2)氧原子电子排布式为1S22S22P4,同轨道电子能量相同,故3种不同能量的电子;
(3)H2PO2-为弱酸跟离子,在溶液中既能水解又能电离,水溶液呈酸性的原因说明其电离程度大于水解程度,以电离为主;
(4)磷酸分子间脱水应是两个羟基的脱水反应;三聚磷酸钠(俗称“五钠”)即是三聚磷酸中羟基氢被钠取代的产物;
(6)根据氧化还原反应电子守恒配平,氧化剂Ni2+生成还原产物Ni。
考点:考查化学基础中物质结构、氧化还原反应等有关问题。
高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示:
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②反应I的化学方程式为 。
③反应II的离子方程式为 。
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38,反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5 mol/L,则需要调整pH= 时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。
(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。
①加入饱和KOH溶液的目的是: 。
②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 (填“大”或“小”)。
| 湿法 | 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
| 干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产,重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。
(1)在某温度下体积为200 L的氨合成塔中,以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L﹣1)如下表:
| | 0 min | l min | 2 min | 3 min | 4 min |
| N2 | 1.500 | 1.400 | 1.200 | c1 | c1 |
| H2 | 4.500 | 4.200 | 3.600 | c2 | c2 |
| NH3 | 0 | 0.200 | 0.600 | c3 | c3 |
根据表中数据得知0 min~2 min内N2的平均反应速率是_______,若3 min末N2的转化率为a,则此时H2的转化率为_______ (用含a的代数式表示)。
(2)今对合成氨反应进行如下研究:在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N2和3 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5 min时,NH3的体积分数如图所示。则下列说法正确的是_______。
A.a、b、C三容器5 min时的正反应速率大小为:b>a>c
B.达到平衡时,a、b、c中N2转化率为a>b>c
C.5min时,a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。
D.将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压
(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g): △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=﹣905 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=﹣483.6 kJ/mol
则在该条件下,氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为:____________________________;
(4)金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应,但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液,写出该反应的离子方程式:_________________________________________;
(5)取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu2S完全反应,已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2,另外还有CuSO4和Cu(NO3)2生成,则所得工业硝酸的浓度是_______mol·L﹣1。