X、Y、Z、U、V是元素周期表前四周期中的五种常见元素,其相关信息如下表:
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元素 |
相关信息 |
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X |
地壳中含量最多的金属,其氧化物可用作耐火材料 |
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Y |
单质在常温常压下为黄绿色气体 |
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Z |
常温常压下,单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积 |
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U |
常温下单质遇浓硫酸钝化,其一种核素的质量数为56,中子数为30 |
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V |
属短周期元素,原子的最外层电子数是内层电子数的2/5 |
请回答下列问题:
(1)元素X位于周期表中第 周期第 族,其离子结构示意图为 。
(2)上述元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是 (写化学式)。
(3)在碱性条件下,Y的单质可与UO2-反应制备一种可用于净水的盐UO42-,该反应的离子方程式是 。
(4)我国首创的海洋电池被大规模用于海洋灯塔。该电池是以X板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,电池总反应为:4X+3O2+6H2O=4X(OH)3。该电池正极反应为 。
(5)已知25℃时,Ksp[U(OH)3]=2.63×10-39,则该温度下反应U(OH)3+3H+
U3++3H2O的平衡常数K=
。
金属铁用途广泛,高炉炼铁的总反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g),请回答下列问题:
(1)一定温度下,在体积固定的密闭容器中发生上述反应,可以判断该反应已经达到平衡的是 。
A.密闭容器中总压强不变
B.密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.c(CO)= c(CO2)
E.Fe2O3的质量不再变化
(2)一定温度下,上述反应的化学平衡常数为3.0,该温度下将4molCO、2molFe2O3、6molCO2、5molFe加入容积为2L的密闭容器中,此时反应将向 反应方向进行(填“正”或“逆”或“处于平衡状态”);反应达平衡后,若升高温度,CO与CO2的体积比增大,则正反应为 反应(填“吸热”或“放热”) 。
(3)已知:3Fe2O3(s)+CO(g)
2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=–47
kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)
3FeO(s)+CO2(g) △H=
+19 kJ/mol
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g) △H=–11 kJ/mol
则Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)的△H=
。
(4)上述总反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表:
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温度 |
250℃ ~ 600℃ ~ 1000℃ ~ 2000℃ |
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主要成分 |
Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe |
800℃时固体物质的主要成分为 ,该温度下若测得固体混合物中m(Fe)︰m(O)=105︰32,则Fe3O4被CO还原为FeO的百分率为 (设其它固体杂质中不含Fe、O元素)。
下表为六种短周期元素的部分性质。
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元素代号 |
X |
Y |
Z |
Q |
R |
T |
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原子半径/10-10m |
0.37 |
0.74 |
0.75 |
0.82 |
0.99 |
1.10 |
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主要化合价 |
+1 |
-2 |
+5、-3 |
+3 |
+7、-1 |
+5、-3 |
下列有关说法正确的是
A.元素X、Y、Z形成的化合物一定是离子化合物
B.元素R的氧化物对应水化物一定为强酸
C.化合物QR3分子中各原子均满足8电子稳定结构
D.元素Z的简单气态氢化物的热稳定性比元素T的稳定