( 15分)某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质:将铝片(不除氧化膜)投入浓氯化铜溶液中,铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质,接下来铝片上产生大量气泡。触摸容器知溶液温度迅速上升,收集气体,检验其具有可燃性。若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中,在短时间内铝片无明显变化。
⑴铝与氯化铜溶液能迅速反应,而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是 。
A.氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
B.硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
C.氯离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能
D.生成氯化铝溶于水,而生成硫酸铝不溶于水
请设计一个简单实验验证你的选择: 。
⑵铝片表面出现的暗红色物质的过程中发生的离子反应方程式是 。用离子方程式解释产生气泡的原因: 。
⑶放出的气体是 ,请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是 。(写出一点即可)
⑷某同学通过一定的实验操作,也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快,他采取的措施可能是 。
A.用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B.把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后,取出洗涤,再投入硫酸铜溶液中
C.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,再投入铝片
D.在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中
⑸除去氧化铝的铝片与铜片为电极,在X电解质溶液中构成原电池,列表如下:
| 选项 | 铝电极 | 电解质 | 负极反应 | 正极反应 |
| A | 正极 | NaOH | Al-3e-=Al3+ | 2H2O+2e-=2OH-+H2↑ |
| B | 负极 | 稀盐酸 | 2Al-6e-=2Al3+ | 6H++6e-=3H2↑ |
| C | 正极 | 浓硝酸 | Cu-2e--=Cu2+ | 2NO3-+4H+-4e-=2NO2↑+2H2O |
| D | 负极 | 稀硝酸 | Cu-2e-=Cu2+ | 2NO3-+8H+=2NO↑+4H2O+6e- |
其中正确的是 ,由此推知,金属作电极不仅与本身性质相关,而且与 ________ 有关。
选修《物质结构》
三氟化氮是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在半导体加工,太阳能电池制造和液晶显示器制造中得到广泛应用。NF3是一种三角锥型分子,键角102 °,沸点-129 ℃;可在铜的催化作用下由F2和过量NH3反应得到。
(1)写出制备 NF3的化学反应方程式: 。
(2)NF3的沸点比NH3的沸点(-33 ℃)低得多的主要原因是 。
(3)与铜属于同一周期,且未成对价电子数最多的元素基态原子核外电子排布式为 。
(4)理论上HF、NaAlO2和NaCl按6∶1∶2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H2O和一种微溶于水的重要原料,该物质含有三种元素,则该物质的化学式为____其中心离子是 ,配位数为 。
(5)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJ·mol-1 ),回答下面各题:
| 元素代号 | I1 | I2 | I3 | I4 |
| Q | 2080 | 4000 | 6100 | 9400 |
| R | 500 | 4600 | 6900 | 9500 |
| S | 740 | 1500 | 7700 | 10500 |
| T | 580 | 1800 | 2700 | 11600 |
| U | 420 | 3100 | 4400 | 5900 |
①在周期表中,最可能处于同一族的是 和 。
②T元素最可能是 区元素。若T为第二周期元素,E是第三周期元素中原子半径最小的元素,则T、E形成化合物的空间构型为 ,其中心原子的杂化方式为 。