(10分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种短周期元素,其性质或结构信息如下表:
元素 | A | B | C | D | E |
性质 或结 构信 息 | 室温下单质呈气态,原子最外层电子数与D相同 | D3B中阳离子与阴离子的电子层结构相同 | A和C可形成两种常见的化合物甲和乙,甲有强氧化性 | 单质质软、银白色固体、导电性强,在空气中燃烧生成淡黄色固体 | E的气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸,C、D和E三种元素形成的一种盐丙为某消毒液的主要成分 |
试回答以下问题
(1)B在周期表中的位置是 ,B的氢化物与E的氢化物比较,沸点较高的是 (填化学式)。
(2)D3B可与水反应生成2种碱性物质,请写出这一化学方程式 。
(3)写出丙的电子式为 。说明丙在空气中漂白的原理(用化学方程式表示) 。(请参考下表数据)
酸 | 电离常数 |
HClO | Ka=3.0×10-8 |
H2CO3 | Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11 |
(4)由B、C、D四种元素中的三种元素组成的一种盐丁,其外观与氯化钠相似,丁的水溶液呈碱性。将光亮的铜丝插入丁溶液中,没有现象发生,如用盐酸酸化,反应迅速发生,铜丝缓慢溶解生成蓝色溶液,写出该反应的离子方程式 。
(8分)PM2.5是连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx 等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
浓度/mol?L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
根据表中数据计算PM2.5试样的pH 。
(2)NOx 汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
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则N2和O2反应生成NO的热化学反应方程式为
(3)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
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①用离子方程式表示反应器中发生的反应:
②将生成的氢气与氧气分别通入两个多孔惰性电极,KOH溶液作为电解质溶液,负极的电极反应式_ _。
(14分)下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略)。
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(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,则相关的化学反应方程式为: 。装置B中饱和食盐水的作用是 ;同时装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象 。
(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入 。
a | b | c | d | |
Ⅰ | 干燥的有色布条 | 干燥的有色布条 | 湿润的有色布条 | 湿润的有色布条 |
Ⅱ | 碱石灰 | 硅胶 | 浓硫酸 | 无水氯化钙 |
Ⅲ | 湿润的有色布条 | 湿润的有色布条 | 干燥的有色布条 | 干燥的有色布条 |
(3)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入少量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为 色,打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡。观察到的现象是 。
(4)装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯,试写出相应的离子方程式: 。
(5)如果将过量二氧化锰与20 mL 12 mol·L-1的浓盐酸混合加热,充分反应后生成的氯气 0.06 mol。(填“大于”“小于”“等于”),若有17.4 g的MnO2被还原,则被氧化的HCl的质量为 。
下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
A | 向某溶液中先滴加氯水,再滴加少量KSCN溶液。 | 溶液变成血红色 | 溶液中含有Fe2+ |
B | 向10mL 0.2 mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 mol/LFeCl3溶液 | 白色沉淀转化为红褐色沉淀 | 证明在相同温度下的Ksp: Mg(OH)2 >Fe(OH)3 |
C | 常温下,向浓硫酸中投入铁片 | 铁片不溶解 | 常温下,铁不与浓硫酸反应 |
D | 向盛有碘水的试管中加入CCl4后充分振荡静置 | 液体分层,上层基本无色,下层紫红色 | 碘在CCl4中的溶解度较大 |