1.2原子周期律与元素周期表
一、选择题(共16题)
1.下列有关周期表的说法正确的是( )
A.短周期是第一、二、三、四周期 B.元素周期表有18个族
C.第ⅠA族的元素全部是金属元素 D.元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族
2.氮化硅(Si3N4)绝缘性好,化学性质稳定,是一种性能优异的无机非金属材料,其中的氮元素在周期表中处于
A.第IIA族 B.第IA族 C.第IVA族 D.第VA族
3.元素性质随原子序数的递增呈周期性变化的本质是
A.原子核外电子排布呈现周期性变化
B.元素的化合价呈周期性的变化
C.元素的金属性和非金属性呈周期性变化
D.原子半径呈周期性变化
4.2017年5月9日,最新发现的第113号、115号、117号和118号元素终于有了中文名称
根据元素周期律知识,下列预测或说法肯定不合理的是
A.Nh的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H3NhO3是一种强酸
B.Mc的最高价阳离子为Mc5+,氧化性比较弱
C.Og是第七周期中的最后一种元素,其原子序数是所有已发现元素中最大的
D.根据金属和非金属的分界线,Ts的中文名称为“钿”可能更合理
5.某元素原子的结构示意图为,由此得到的结论不正确的是
A.该元素属于非金属元素
B.该原子核内有16个质子
C.该原子在化学反应中易失去2个电子
D.该元素在周期表中的位置是第3周期、第ⅥA族
6.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是电子层数的3倍,Z的焰色反应呈黄色。常温下,Z和W形成化合物的水溶液的pH=7。下列说法正确的是
A.X与W属于不同周期、不同主族元素
B.简单离子半径:X<Z
C.简单氢化物的沸点:Y>W>Z
D.Z和W形成的化合物的水溶液与Y单质反应,能置换出W
7.若把周期表原先的主、副族号取消,由左到右按原顺序编为18列。如碱金属为第1列,稀有气体为第18列,按这个规定,下列说法不正确的是( )
A.硫元素位于第16列 B.第10列元素全部是金属元素
C.第18列元素单质全部是气体 D.只有第2列元素的原子最外层有2个电子
8.图甲和图乙表示的是短周期部分或全部元素的某种性质的递变规律,下列说法正确的是
A.图甲横坐标为原子序数,纵坐标表示元素的最高正价
B.图甲横坐标为核电荷数,纵坐标表示元素的原子半径(单位:pm)
C.图乙横坐标为最高正价,纵坐标表示元素的原子半径(单位:pm)
D.图乙横坐标为最外层电子数,纵坐标表示元素的原子半径(单位:pm)
9.短周期主族元素W、X、Y .Z的原子序数依次增大, W、X位于同主族,W位于第一周期,Y的最外层电子数是5 ,Z的单质呈黄绿色,X、Y、Z位于同周期。下列说法错误的是
A.简单离子半径:Y >Z>X B.2W和3W可用于制造氢弹
C.Z元素位于第三周期VIIA族 D.Y、Z最高价氧化物对应水化物的酸性:Y >Z
10.下列关于非金属元素的叙述中正确的是( )
A.非金属元素的最外层电子数都大于或等于4
B.非金属元素的原子都易得电子生成相应的阴离子
C.只有非金属元素组成的化合物一定属于共价化合物
D.每一个主族包含的元素中不一定都有非金属元素
11.锂和氢都属于元素周期表ⅠA族元素,它们原子结构中相同的是
A.电子层数 B.质子数 C.最外层电子数 D.核外电子数
12.已知右表为截取的元素周期表的片段,其中X、Y、Z、W均为前四周期的主族元素,下列说法正确的是
A.116号Lv元素的原子结构有7个电子层,与X元素可以位于同一主族
B.X、Y、Z、W四种元素中可能有两种为金属元素
C.Y的最高价氧化物对应水化物有可能属于强酸
D.X的氢化物有可能与Z或W的最高价氧化物对应水化物反应
13.A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,非金属元素B的一种单质既是常见的导体,也能用于制作铅笔。D是地壳中含量最高的元素。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。下列说法不正确的是( )
A.在短周期主族元素中,E元素的原子半径最大
B.F的简单氢化物的沸点高于D的简单氢化物沸点
C.A、D、E形成的常见化合物中含有离子键和共价键
D.B和D至少能形成两种化合物
14.下列说法中错误的是( )
A.原子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B.元素周期表中从IIIB族到IIB族10个纵行的元素都是金属元素
C.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8
D.同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同
15.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。W、X、Y简单离子的电子层结构相同,X元素在短周期主族元素中原子半径最大;W是地壳中含量最多的元素,Y的氧化物和氯化物熔融时都能导电,X、Y和Z原子的最外层电子数之和为10。下列说法正确的是( )
A.离子半径:WB.W、X、Z三种元素组成的化合物的水溶液可能显碱性
C.W、X元素组成的化合物一定只含离子键
D.工业上采用电解Y 的氧化物冶炼单质Y
16.下列关于元素周期表的说法中不正确的是
A.过渡元素全部是金属元素
B.的核外电子数为18,则X在第四周期第ⅡA族
C.同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数差值一定是1
D.元素周期表有7个主族,7个副族,1个0族,1个第Ⅷ族,共18个纵列
二、综合题(共6题)
17.联合国大会将2019年定为“化学元素周期表国际年”,显示了元素周期律的重要性。下表列出了a~j10种元素在周期表中的位置:
周期 IA 0
1 a IIA … IIIA IVA VA VIA VIIA
2 b … e d
3 c f … g h i j
(1)因在元素b的电池材料领域做出了杰出贡献,97岁的古迪纳夫荣获2019年诺贝尔化学奖,b原子结构示意图为____;此类电池工作时,将___能转化为电能。
(2)a~j10种元素中,最外层电子数比K层电子数多的元素有___种(填数字);金属性最强的元素有_____(写元素符号)。
(3)元素g的最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为:_______;
(4)h、i、j三种元素的气态氢化物中,最稳定的氢化物是______(写化学式);
(5)元素i的一种氧化物常用于漂白纸浆、草帽辫等。该氧化物具有还原性,在一定条件下能与常见氧化剂发生反应,写出其中一个反应的化学方程式:_______ 。
18.已知O、S、Se、Te、Po、Lv是同主族元素,其原子序数依次增大。回答下列问题:
(1)Lv在周期表中的位置是_________。
(2)下列有关性质的比较,能用元素周期律解释的是_________。
a.离子半径:Te2->Se2- b.热稳定性:H2O>H2S
c.熔、沸点:H2O>H2S d.酸性:H2SO4>H2SeO4
(3)从原子结构角度解释Se与S的最高价氧化物对应的水化物酸性不同的原因_________。
(4)实验室用如下方法制备H2S并进行性质验证。
①设计B装置的目的是证明_________,B中实验现象为_______________。
②实验中经检测发现C中溶液pH降低且出现黑色沉淀。C中反应的离子方程式是_______________。
③有同学根据“强酸制弱酸”原理认为装置A、C中两个反应相矛盾,认为C中不可能出现上述现象。该观点不正确的理由是_______________。
19.硫、碳、氮等是重要的非金属元素。请回答下列有关问题:
(1)H2S广泛存在于化石燃料中,因此H2S的吸收和利用是化石燃料化工中的一项重要任务。
①H2S可用NaClO溶液吸收,吸收后的溶液既能使AgNO3溶液生成白色沉淀,也能使Ba(NO3)2 溶液生成白色沉淀,则H2S用过量NaClO溶液吸收的离子方程式为_______________________。
②利用多硫化物(如Na2Sx)吸收H2S,其吸收原理可用以下四步反应表示:
ⅰ.H2S+OH-=HS-+H2O; ⅱ.2HS-H2↑+S22-;
ⅲ.H2S+S22-=2HS-+S↓; ⅳ.HS-+H2O=H2S+OH-。
四步反应的总反应中的生成物是_______,在总反应中,多硫化物的作用是_____________。
(2)25℃时,H2CO3、NH3 H2O在水中的电离平衡常数如下表:
弱电解质 H2CO3 NH3 H2O
电离常数 Ka1=4.0×l0-7 Ka2=5.0×l0-11 Kb=2.0×10-5
①判断0.1 mol L-1的(NH4)2CO3溶液呈_______性(填“酸”“中”或“碱”),该溶液中c(CO32-)、c(HCO3-)、c(NH4+)的浓度由大到小的顺序为______________。
②0.50 mol L-1的Na2CO3溶液的pH=_______(忽略CO32-第二步水解和H2O的电离)。
③25℃时,Mg(OH)2的Ksp=2.0×10-11,要使0.002 mol L-1的MgSO4溶液中生成Mg(OH)2沉淀,应调整溶液pH不低于________。
20.某消毒液的主要成分为 NaClO(混有少量NaCl)。
(1)该消毒液电解饱和的食盐水的方法制备,装置如图。写出该方法的总反应方程式:____________________。
(2)该消毒液中通入SO2气体时发生反应的离子方程式为:__________________。
(3)向盐酸酸化的FeCl2溶液中滴入少量该溶液,溶液颜色变成棕黄色,反应的离子方程式为_____________________。
(4)该消毒液做家用漂白精时,只要将该溶液露至在空气中就可以达到漂白效果。
(已知H2CO3的Ka1、Ka2与HClO的Ka关系为Ka1>Ka>Ka2)
用离子方程式解释其漂白原理___________________________。
(5)解释该消毒液不能与洁厕灵(主要成分为浓盐酸)混用的原因:_______________。
(6)为探究将一颗普通铁钉(含碳)放入该消毒液中发生腐蚀的原理,现设计如图实验装置,试写出碳电极上发生的电极反应式:______________________。
21.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)用FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液实现FeCl3溶液的再生。FeCl3与H2S 反应的离子方程式为_____。
电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应为_____。
综合分析该工艺的两个反应,可知两个显著优点:①H2S的原子利用率100%;②_____。
(2)将 H2S 和空气的混合气体通入 FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收硫单质,其物质转化如题图1 所示。反应中当有 1molH2S 转化为硫单质时,保持溶液中 Fe3+的物质的量不变,需要消耗 O2的物质的量为_____。
(3)工业上常采用图 2 电解装置电解 K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液,电解一段时间后,通入H2S加以处理。利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S转化为可利用的硫单质,自身转化为K4[Fe(CN)6]。
①电解时,阳极的电极反应式为_____。
②当有16 g S析出时,阴极产生的气体在标准状况下的体积为_____。
③通入H2S时发生如下反应,补全离子方程式:________________________________________ 。
22.已知海水中溴元素主要以Br-形式存在,工业上从海水中提取溴的流程如下:
资料:溴单质容易挥发。
(1)写出“氧化”时的离子方程式_______。
(2)写出第1步“吸收”时的离子方程式________________,该反应体现了SO2的____性。
(3)得到的“含Br2溶液”通过以下不同操作,都可得到溴单质:
① 直接蒸馏得到溴单质,该操作利用的是溴的何种性质:___________;
② 加入四氯化碳萃取,将得到的溴的四氯化碳溶液蒸馏得到溴单质。可以用四氯化碳对溴溶液进行萃取利用的是溴的何种性质:_______________。
(4)对虚线框中的流程进行整体分析,完整说明该流程中所有操作的目的是___________。
(5)工业可用Na2CO3溶液代替二氧化硫的水溶液吸收Br2,完成下列化学反应方程式:
___Br2+___Na2CO3=___NaBrO3+____CO2+__ ______
若有480g溴完全反应,转移电子的物质的量为__________ mol。
试卷第1页,共3页
7
参考答案:
1.D
【详解】
A. 短周期是指第一周期、第二周期、第三周期等3个周期,选项A不正确;
B. 元素周期表有18列,但是只分为16个族,选项B不正确;
C. 第ⅠA族的元素除H元素外全部是金属元素,选项C不正确;
D. 镧系元素和锕系元素分别都有15种,它们都在第ⅢB族,所以元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族,选项D正确。
答案选D。
2.D
【详解】
由N原子结构示意图,知氮元素位于第二周期第ⅤA族,故答案选D。
3.A
【详解】
电解水,为了增加水的导电性常加入一些电解质,但是加入的物质不可以发生电解,
A.Na2SO4溶液中阴极电解的是氢氧根,阳极电解的是氢离子,电解的实质是水,A错误;
B.NaNO3溶液中阴极电解的是氢氧根,阳极电解的是氢离子,电解的实质是水,B错误;
C.KOH 溶液中阴极电解的是氢氧根,阳极电解的是氢离子,电解的实质是水,C错误;
D.CuSO4溶液中,阴极是铜离子发生还原反应,阳极是氢氧根离子发生氧化反应,所以电解的是氢氧化铜,D正确,答案选A。
4.A
【详解】
A. 根据原子序数可判断Nh位于第ⅢA族,同主族从上到下金属性逐渐增强,所以最高价氧化物对应的水化物的化学式为H3NhO3一定不是强酸,A错误;B. Mc位于第ⅤA族,最高价阳离子为Mc5+,同主族从上到下金属性逐渐增强,所以相应阳离子的氧化性比较弱,B正确;C. Og是第七周期中的最后一种元素,属于0族,其原子序数是所有已发现元素中最大的,C正确;D. 同主族从上到下金属性逐渐增强,所以根据金属和非金属的分界线,Ts的中文名称为“钿”可能更合理,D正确,答案选A。
5.C
【详解】
A.由该元素的原子结构示意图可知,元素为硫元素,属于非金属元素,故A正确;
B. 由该元素的原子结构示意图可知,该原子核外电子数是16,质子数等于电子数,故B正确;
C.该原子的最外层电子数为6,在化学反应中易得2个电子,故C错误;
D.该元素原子的电子层数为3,最外层电子数为6,则该元素在周期表中的位置是第3周期、第ⅥA族,故D正确;
故选:C。
6.A
【详解】
A.根据分析,X在第二周期第ⅥA族,W在第三周期第ⅦA族,二者属于属于不同周期、不同主族元素,A正确;
B.相同结构的离子,原子序数越大半径越小,O的原子序数小于Na,则简单离子半径O2->Na+,B错误;
C.Y的简单氢化物为HF,W的简单氢化物为HCl,Z的简单氢化物为NaH,HF、HCl为共价化合物,且HF存在分子间氢键,NaH为离子化合物,离子化合物的沸点高于共价化合物的沸点,则三种简单氢化物的沸点从大到小为NaH>HF>HCl,C错误;
D.Z和W可以形成化合物NaCl,F2在NaCl的水溶液中可以与水发生反应生成O2,反应方程式为2F2+2H2O=4HF+O2,并不能把Cl置换出来,D错误;
故选A。
7.D
【详解】
长式周期表中各族元素的排列顺序为:ⅠA. ⅡA. ⅢB→ⅦB. Ⅷ、ⅠB. ⅡB. ⅢA→ⅦA. 0族,
A. 硫元素元素位于VIA族,为第16列元素,A项正确;
B. 第10列为过渡区元素,全部为金属,B项正确;
C. 第18列为稀有气体元素,C项正确;
D. 第2列为碱土金属族,其最外层有2个电子,但元素He及多数过渡元素的最外层也是2个电子,D项错误;
答案选D。
8.D
【详解】
A、如果是短周期,第二周期中O、F没有正价,故错误;
B、同周期从左向右,原子半径减小,故错误;
C、第二周期O、F没有正价,故错误;
D、同周期从左向右最外层电子数最大,但半径减小,故正确;
答案选D。
9.D
【详解】
由分析可知,W为H元素,X为Na元素,Y为P元素,Z为Cl元素:
A.X、Y .Z的简单离子分别为Na+、P3-、Cl-,电子层数越多离子半径越大;当电子层数、核外电子数相同时,核电荷数越多半径越小,故简单离子半径:P3- Cl- Na+,A正确;
B.2H和3H可用于制造氢弹,B正确;
C.Z为Cl元素,位于第三周期ⅦA族,C正确;
D.Cl元素的非金属性比P的强,故P、Cl最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4 >H3PO4,D错误;
答案选D。
10.D
【详解】
A项、非金属元素中H、He的最外层电子数分别为1、2,故A错误;
B项、非金属元素中C,Si等原子即不易得电子,也不易失电子,以形成共价化合物为特征,不易生成相应的阴离子,故B错误;
C项、NH4Cl等铵盐是由非金属元素组成的为离子化合物,故C错误;
D项、ⅡA族全部是金属元素,没有非金属元素,故D正确;
故选D。
11.C
【详解】
最外层电子数=族序数,锂和氢都属于元素周期表ⅠA族元素,最外层都有1个电子,故选C。
12.D
【详解】
A.根据118号元素逆推,可以得出 116号Lv元素位于第7周期,其对应的原子结构应该有7个电子层,最外层有6个电子,处于第VIA族,若与X元素位于同一主族,则W为0族元素,与已知矛盾,故A错误;
B. 根据X、Y、Z、W均为前四周期的主族元素以及它们所在周期表的片段特点,可以得出X、Y可能为第IIIA族、第IVA族或第VA族元素,所以X、Y、Z、W四种元素中最多有一种为金属元素,故B错误;
C. Y的最高价氧化物对应水化物若为强酸,则Y为S元素,此时W位于0族,与已知矛盾,故C错误;
D. 若X为N元素,则X的氢化物NH3可与H2SO4、HBrO4反应,故D正确。
答案选D。
13.B
【详解】
根据上述分析可知A是H,B是C,D是O,E是Na,F是Cl元素。
A.在同一周期中,原子序数越大,原子半径越小,在同一主族中,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以在短周期主族元素中,E元素的原子半径最大,A正确;
B.由于H2O分子之间存在氢键,而HCl分子之间只存在分子间作用力,所以沸点:H2O>HCl,B错误;
C.H、O、Na三种元素形成的常见化合物NaOH是离子化合物,含有离子键、共价键,C正确;
D.C、O两种元素可以形成CO、CO2、C2O3等多种化合物,D正确;
故合理选项是B。
14.D
【详解】
A、原子的核外电子层数一定等于该元素所在的周期数,故A正确;
B、元素周期表中从IIIB族到IIB族10个纵行的元素是过渡元素,全都是金属元素,故B正确;
C、氦最外层有2个电子,除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8,故C正确;
D、同位素核外电子数相同,因此它们的化学性质几乎相同,由于核内中子数不同,物理性质不同,故D错误;故选D。
15.B
【详解】
由以上分析可知W为O元素,X为Na元素,Y为Mg元素,Z为Cl元素。
A.离子核外电子层数越多,离子半径越大;对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以YB.W、X、Z三种元素组成的化合物如NaClO是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,B正确;
C. W、X元素组成的化合物如Na2O2既含有离子键,也含有共价键,C错误;
D.在工业上常采用电解熔融的MgCl2的方法冶炼Mg,D错误;
故合理选项是B。
16.C
【详解】
A. 依据元素周期表,过渡元素全部是金属元素,A正确;
B. 的核外电子数为18,则X的核外电子数为20,即X为,位于第四周期第ⅡA族,B正确;
C. 如果是第二、三周期,则第ⅡA族和第ⅢA族原子序数差值为1,如果是第四、五周期,则第ⅡA族和第ⅢA族原子序数差值为11,如果是第六、七周期,则原子序数差值为25,C错误;
D. 元素周期表有7个主族、7个副族、1个0族、1个第Ⅷ族,第Ⅷ族占有3列,其余各占有1列,共18纵列,D正确;
故选C。
17. 化学 6 Na Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O HCl 2SO2+O2 2SO3或SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl等
【详解】
(1) b为Li,核电荷数和核外电子数是3,所以原子结构示意图为;锂电池工作时,是原电池,原电池将化学能转化为电能。
(2) K层有2个电子,最外层电子数比K层电子数多的元素有F、B、Al、P、S、Cl,共有6种;同周期元素金属性从左到右逐渐减弱,同主族元素从上到下金属性逐渐增强,所以金属性最强的元素是Na;
(3) 元素g的最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3,Al(OH)3是两性氢氧化物,与碱反应生成盐和水,所以与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-= AlO2-+2H2O;
(4)h、i、j三种元素的气态氢化物为PH3、H2S、HCl,同周期元素非金属性从左到右逐渐增强,非金属性越强,氢化物越稳定,最稳定的氢化物是HCl;
(5)元素i的一种氧化物SO2常用于漂白纸浆、草帽辫等。SO2具有还原性,能与氧化剂反应,如:2SO2+O2 2SO3或SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl等。
18. 第七(或7)周期VIA族 abd Se与S是同主族元素,Se比S电子层数多、半径大,吸引电子能力弱,非金属性弱,故H2SeO4酸性弱于H2SO4 H2S具有还原性 出现淡黄色(或乳白色)沉淀(或浑浊) Cu2++H2S==CuS↓+2H+ 该反应发生的原因是生成了难溶的CuS沉淀,不是因为生成弱电解质
【分析】
(1)根据 O、S、Se、Te、Po、Lv都是氧族元素,且原子序数依次增大分析解答;
(2)根据元素的非金属性、氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性等元素周期律的变化规律分析判断;
(3)Se与S是同主族元素,最外层电子数相等,Se比S电子层数多、半径大,结合核对最外层电子的吸引力的变化,引起非金属性的变化分析解答;
(4)①双氧水具有较强的氧化性,H2S具有还原性;②硫化氢能够与硫酸铜反应生成黑色不溶于硫酸的CuS沉淀;③结合装置A和C中发生反应的原理分析解答。
【详解】
(1) O、S、Se、Te、Po、Lv是同主族元素,都是氧族元素,位于第VIA族,O、S、Se、Te、Po、Lv是同主族元素,其原子序数依次增大,因此Lv位于第七(或7)周期,在周期表中的位置为,故答案为:第七(或7)周期VIA族;
(2)a.同一主族元素,从上到下,离子半径逐渐增大,因此离子半径:Te2->Se2-,能用元素周期律解释,故a选;b.同一主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱,氢化物的稳定性减弱,因此热稳定性:H2O>H2S,能用元素周期律解释,故b选;c.物质的熔沸点是物理性质,不能用元素周期律解释,故c不选;d.同一主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱,最高价含氧酸的酸性减弱,因此酸性:H2SO4>H2SeO4,能用元素周期律解释,故d选;故答案为:abd;
(3)Se与S是同主族元素,Se比S电子层数多、半径大,吸引电子能力弱,非金属性弱,故H2SeO4酸性弱于H2SO4,故答案为:Se与S是同主族元素,Se比S电子层数多、半径大,吸引电子能力弱,非金属性弱,故H2SeO4酸性弱于H2SO4;
(4)①双氧水具有较强的氧化性,H2S具有还原性,能够被双氧水氧化生成硫单质沉淀,故答案为:H2S具有还原性;出现淡黄色沉淀;
②硫化氢能够与硫酸铜反应生成黑色不溶于硫酸的CuS沉淀,反应的离子方程式为Cu2++H2S==CuS↓+2H+,故答案为:Cu2++H2S==CuS↓+2H+;
③根据“强酸制弱酸”的原理,装置A中硫化亚铁与硫酸反应生成硫化氢,因为硫化亚铁能够被硫酸溶解,C中发生Cu2++H2S==CuS↓+2H+,是因为生成的硫化铜不能溶于硫酸,因此该反应能够发生,故答案为:该反应发生的原因是生成了难溶的CuS沉淀,不是因为生成弱电解质。
19. 6ClO-+H2S=4Cl-+SO42-+2HClO H2、S 催化剂和溶剂 碱 c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-) 12 10
【详解】
本题考查化学工艺流程,(1)①反应后的溶液能使AgNO3溶液产生白色沉淀,说明含有Cl-,即ClO-→Cl-,也能使Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,说明有SO42-的生成,即H2S→SO42-,离子反应方程式为ClO-+H2S→Cl-+SO42-,根据化合价升降法进行配平,4ClO-+H2S→4Cl-+SO42-,反应前后所带电荷数守恒,因此反应后有4molH+,因为NaClO是过量,发生H+与ClO-反应生成HClO,即离子反应方程式为:6ClO-+H2S=4Cl-+SO42-+2HClO;②四个反应方程方式相加,得到H2S=H2+S,因此生成物是H2和S,多硫化物的作用是催化剂和溶剂;(2)根据水解平衡常数、电离平衡常数、水的离子积之间的关系,,NH4+的水解常数为1×10-14/2.0×10-5=5×10-10,CO32-的水解常数为1×10-14/5×10-11=2×10-4,NH4+的水解程度小于CO32-的水解程度,溶液显碱性,离子浓度大小顺序是c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-);②CO32-的水解常数为1×10-14/5×10-11=2×10-4,Kh=,水解的程度微弱,c(CO32-)=0.5mol·L-1,CO32-+H2OHCO3-+OH-,c(HCO3-)=c(OH-),c(OH-)=mol·L-1=1×10-2mol·L-1,即pH=12;③要使出现氢氧化镁沉淀,满足Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-),c(OH-)==10-4mol·L-1,即pH=10。
20. NaCl+H2ONaClO+H2 SO2+ClO—+H2O=SO42—+Cl—+2H+ 2Fe2++ ClO—+ 2H+=2Fe3++Cl—+H2O ClO—+CO2+H2O=HClO+HCO3— ClO—和盐酸迅速发生反应产生大量有毒Cl2,危害人的身体健康 ClO—+2e-+H2O=Cl—+2OH—
【详解】
试题分析:(1)电解饱和食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠;氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠。(2)该消毒液中通入SO2气体时,次氯酸钠被二氧化硫还原为氯化钠,二氧化硫被氧化为硫酸;(3)向盐酸酸化的FeCl2溶液中滴入少量该溶液, FeCl2被氧化为FeCl3;(4)次氯酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸;(5) ClO—和盐酸迅速发生反应产生大量有毒Cl2; (6)碳电极为正极,次氯酸根发生还原反应生成氯离子。
解析:根据以上分析,(1)电解饱和食盐水生成次氯酸钠和氢气,总反应为NaCl+H2ONaClO+H2。(2)该消毒液中通入SO2气体时,次氯酸钠被二氧化硫还原为氯化钠,二氧化硫被氧化为硫酸,反应离子方程式为SO2+ClO—+H2O=SO42—+Cl—+2H+;(3)向盐酸酸化的FeCl2溶液中滴入少量该溶液, FeCl2被氧化为FeCl3,离子方程式为2Fe2++ ClO—+ 2H+=2Fe3++Cl—+H2O;(4)次氯酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸,离子方程式为ClO—+CO2+H2O=HClO+HCO3—;(5) ClO—和盐酸迅速发生反应产生大量有毒Cl2,危害人的身体健康,所以该消毒液不能与洁厕灵混用; (6)碳电极为正极,次氯酸根发生还原反应生成氯离子,电极反应为ClO—+2e-+H2O=Cl—+2OH—。
21. 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ Fe2+-e-=Fe3+ FeCl3得到循环利用 0.5mol [Fe(CN)6]2--e-=[Fe(CN)6]3- 11.2L 2+2[Fe(CN)6]3-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2+S↓
【详解】
(1)FeCl3与H2S 反应生成硫,则FeCl3被还原为FeCl2,同时生成HCl,离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+。电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极为Fe2+失电子生成Fe3+,电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+。该工艺的两个反应,最终结果是H2S完全转化为S和H2,FeCl3先转化为FeCl2,再转化为FeCl3,由此可知两个显著优点:①H2S的原子利用率100%;②FeCl3得到循环利用。答案为:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+;Fe2+-e-=Fe3+;
(2)从图1 可以看出,反应中当有 1molH2S 转化为硫单质时,保持溶液中 Fe3+的物质的量不变,由关系式2H2S——O2可得出,需要消耗 O2的物质的量为=0.5mol。答案为:0.5mol;
(3)①电解时,阳极[Fe(CN)6]2-失电子生成[Fe(CN)6]3-,电极反应式为[Fe(CN)6]2--e-=[Fe(CN)6]3-。
②当有16 g S析出时,阴极产生的H2在标准状况下的体积为=11.2L。
③通入H2S时发生[Fe(CN)6]3-与H2S等反应生成[Fe(CN)6]4-和S等,离子方程式为:2+2[Fe(CN)6]3-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2+S↓。答案为:[Fe(CN)6]2--e-=[Fe(CN)6]3-;11.2L;2+2[Fe(CN)6]3-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2+S↓。
22. 2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br- 还原 沸点低,易挥发 溴更易溶于有机溶剂 空气吹出是为了将溴单质从溶液中分离出来,同时增大了溴单质的浓度,用二氧化硫吸收是为了将溴元素进一步富集,用氯气吸收是为了将溴元素转化为最终目标物——溴单质 3 3 1 3 5 NaBr 5
【详解】
(1)用Cl2将海水中溴离子氧化,“氧化”时的离子方程式2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。
(2)第1步“吸收”时,用SO2来吸收挥发出来的Br2,离子方程式SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br- ,SO2失去电子,化合价升高,该反应体现了SO2的还原性。
(3)得到的“含Br2溶液”通过以下不同操作,都可得到溴单质:
① 直接蒸馏得到溴单质,该操作利用的是溴的何种性质:沸点低,易挥发 ;
② 加入四氯化碳萃取,将得到的溴的四氯化碳溶液蒸馏得到溴单质。可以用四氯化碳对溴溶液进行萃取利用的是溴的何种性质:溴更易溶于有机溶剂。
(4)对虚线框中的流程进行整体分析,完整说明该流程中所有操作的目的是空气吹出是为了将溴单质从溶液中分离出来,同时增大了溴单质的浓度,用二氧化硫吸收是为了将溴元素进一步富集,用氯气吸收是为了将溴元素转化为最终目标物——溴单质 。
(5)工业可用Na2CO3溶液代替二氧化硫的水溶液吸收Br2,溴部分化合价升高,部分化合价降低:3Br2 +3Na2CO3 =1NaBrO3 +3CO2 +5NaBr,由方程式每3molBr2反应转移5mol电子,若有480g/160g·mol-1=3mol溴完全反应,转移电子的物质的量为5mol。
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