【題目】過渡元素參與組成的新型材料有著廣泛的用途,回答下列問題。
(1)基態(tài)鐵原子核外共有________種不同空間運動狀態(tài)的電子。鐵、鈷、鎳基態(tài)原子中,核外未成對電子數(shù)最少的原子價層電子軌道表示式(電子排布圖)為________。
(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和74pm,則熔點NiO________FeO(填“>”“<”或“=”),原因是________。
(3)Cr的一種配合物結(jié)構(gòu)如圖所示:
①陰離子的空間構(gòu)型為________形。
②配離子中,中心離子的配位數(shù)為_______,N與中心原子形成的化學(xué)鍵稱為_______鍵。
③配體H2NCH2CH2NH2(乙二胺)中碳原子的雜化方式是________,分子中三種元素電負性從大到小的順序為________。
(4)一種新型材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,圖2是晶胞中Sm和As原子的投影位置。
圖1中F和O共同占據(jù)晶胞的上下底面位置,若兩者的比例依次用x和1x代表,則該化合物的化學(xué)式表示為________,晶體密度ρ=________g·cm3(用含x的表達式表示,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分數(shù)坐標,例如圖1中原子1的坐標(),則原子2的坐標為________。
【答案】15 > 相同電荷的離子,半徑越小,離子鍵越強,晶格能就越大,熔點就越高 正四面體 6 配位 sp3 N>C>H SmFeAsO1-xFx (0,0,)
【解析】
根據(jù)鐵原子的電子排布式確定空間運動狀態(tài)的電子種類,由鐵、鈷,鎳的價電子排布式確定未成對電子數(shù)。離子晶體的熔點與離子鍵強弱即離子所帶電荷、離子半徑長短有關(guān)來確定。根據(jù)VSEPR理論判斷空間構(gòu)型和雜化軌道方式。根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)分析晶體的化學(xué)式并進行相關(guān)的計算。
(1)鐵為26號元素,基態(tài)鐵原子核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d64s2,其核外有26種不同運動狀態(tài)的電子,有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d共15種不同空間運動狀態(tài)的電子;鐵、鈷、鎳的價電子排布式分別為3d64s2、3d74s2、3d84s2,基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)分別是4,3,2,最少的是Ni,其價層電子的電子排布圖為;故答案為:15,。
(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與NaCl相同,說明二者都是離子晶體,離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關(guān),離子所帶電荷數(shù)越多,離子半徑越小,離子鍵越強,晶格能越大,熔點越高,由于Ni2+和Fe2+所帶電荷一樣,Ni2+的離子半徑小于Fe2+的離子半徑,所以熔點是NiO>FeO;
答案為:>;相同電荷的離子,半徑越小,離子鍵越強,晶格能就越大,熔點就越高。
(3)①陰離子C1O4-的價層電子對數(shù)=4+=4,沒有孤電子對,所以其空間構(gòu)型為正四面體;
答案為:正四面體;
②由圖可知,與中心Cr形成的配位數(shù)為6;N元素提供孤電子對,Cr提供空軌道,所以N與中心原子形成的化學(xué)鍵稱為配位鍵;
答案為:6;配位鍵;
③由H2NCH2CH2NH2可知,C周圍形成了4個單鍵,即價層電子對數(shù)為4,碳原子的雜化方式為sp3;元素的非金屬性越強,其電負性越大,同一周期元素,元素的電負性隨著原子序數(shù)增大而增大,非金屬性強弱順序是N>C>H,所以C、N、H的電負性關(guān)系為:N>C>H;
答案為:sp3,N>C>H;
(4)該晶胞中,As原子個數(shù)=4×=2、Sm原子個數(shù)=4×=2、Fe原子個數(shù)=1+4×=2、F-和O2-離子總數(shù)=8×+2×=2,則該晶胞中As、Sm、Fe原子數(shù)目與F-和O2-離子總數(shù)個數(shù)之比=2:2:2:2=1:1:1:1,如果F-個數(shù)為x,則O2-個數(shù)為1-x,所以該化合物化學(xué)式為SmFeAsO1-xFx;該晶胞體積V=(a×10-10×b×10-10×c×10-10)cm3=abc×10-30cm3,晶體密度ρ===g/cm3=g/cm3;圖1中原子1的坐標為(,,),則原子2在x、y、z軸上的投影分別為0、0、,所以原子2的坐標為(0,0,);
答案為:SmFeAsO1-xFx,,(0,0,)。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以乙炔與甲苯為主要原料,按下列路線合成一種香料W:
(1)寫出實驗室制備乙炔的化學(xué)方程式___________。
(2)反應(yīng)①的反應(yīng)試劑、條件是________,上述①~④反應(yīng)中,屬于取代反應(yīng)的是________。
(3)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式_____________。
(4)檢驗反應(yīng)③是否發(fā)生的方法是_______。
(5)寫出兩種滿足下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式______。
a.能發(fā)生銀鏡反應(yīng) b.苯環(huán)上的一溴代物有兩種
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某礦渣的成分為Cu2O、Al2O3、Fe2O3、FeO、SiO2,工業(yè)上用該礦渣獲取銅和膽礬的操作流程如圖:
已知:①Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下表所示:
沉淀物 | Cu(OH)2 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
開始沉淀pH | 5.4 | 4.0 | 2.7 | 5.8 |
沉淀完全pH | 6.7 | 5.2 | 3.7 | 8.8 |
(1)為了加快反應(yīng)Ⅰ的速率,可以采取的措施是__(任寫1條)。
(2)固體混合物A中的成分是__。
(3)反應(yīng)Ⅰ完成后,鐵元素的存在形式為__(填離子符號);檢驗該離子常用的方法之一是:取少量含該離子的溶液于試管中,滴加幾滴鐵氰化鉀溶液,會產(chǎn)生沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式__。
(4)操作1主要包括:__、__、__。洗滌CuSO4·5H2O粗產(chǎn)品不能用大量水洗,而用冰水洗滌。原因是__。
(5)用NaClO調(diào)pH可以生成沉淀B,利用題中所給信息分析沉淀B為__,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__。
(6)用NaOH調(diào)pH可以生成沉淀C,利用題中所給信息分析y的范圍為__。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氫化鋁鋰(LiAlH4)以其優(yōu)良的還原性能在醫(yī)藥、香料、農(nóng)藥、染料等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。純氫化鋁鋰是一種白色晶狀固體,熔點 125℃,加熱至 130℃時分解,溶于醚、四氫呋喃,在 120℃以下和干燥的空氣中相對穩(wěn)定,但遇水即爆炸性反應(yīng)。目前世界上有四種工業(yè)生產(chǎn) LiAlH4的方法,其中施萊興格(Schlesinger)法和高壓合成法最為常見。
Ⅰ. 施萊興格(Schlesinger)法
Ⅱ.高壓合成法
請根據(jù)題中信息回答以下問題:
(1)Schlesinger 中的反應(yīng)器需要附加電磁攪拌器,目的是________。
(2)Schlesinger 的反應(yīng)器中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是________。
(3)采用 Schlesinger 時需要使用大量高純度氬氣,氬氣的作用是________。
(4)為了降低成本,在 Schlesinger 工藝中有一種原料可以循環(huán)使用,這種原料是________。
(5)已知乙醚沸點為 35℃,某工廠準備在蒸發(fā)室采用減壓蒸發(fā)分離出產(chǎn)品,你認為有無必要,請簡述理由________。
(6)兩種工藝均使用過濾器,中學(xué)實驗室中過濾裝置需要的玻璃儀器有________。
(7)使用氫化鋁鋰要注意安全, 少量未反應(yīng)完的需要分解處理。其中一種處理方法是向其中緩慢加入適量的稀鹽酸,待無氣體放出后視為處理完全。請寫出此過程的化學(xué)反應(yīng)方程式______________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】太陽能電池在日常生活中已廣泛應(yīng)用,一種替代硅光電池的全天候太陽能電池已投入商用,其工作原理如圖。下列說法不正確的是()
A.硅太陽能電池工作原理與該電池不相同
B.夜間時,該電池相當于蓄電池放電,a 極發(fā)生氧化反應(yīng)
C.光照時,b 極的電極反應(yīng)式為VO2+﹣e﹣+H2O=VO +2H+
D.光照時,每轉(zhuǎn)移 1mol 電子,有 2 mol H+ 由 b 極區(qū)經(jīng)質(zhì)子交換膜向 a 極區(qū)遷移
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3),又名大蘇打、海波,它是無色透明的單斜晶體,熔點48℃。硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可作為照相業(yè)的定影劑,反應(yīng)原理為AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr。
Ⅰ.為了從廢定影液中提取 AgNO3,設(shè)計如下實驗流程。
(1)“沉淀”步驟中生成 Ag2S 沉淀,檢驗沉淀完全的操作是________。
(2)“反應(yīng)”步驟中會生成淡黃色固體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(3)“過濾 2”的溶液獲取 AgNO3晶體的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、________、________、干燥。
Ⅱ.下圖是實驗室模擬工業(yè)制備 Na2S2O3 的裝置圖。
依據(jù)圖示回答下列問題:
(4)裝置 A 中盛放亞硫酸鈉固體的玻璃儀器名稱是________,裝置 B 的作用是________。
(5)分液漏斗中如直接用 98%的濃硫酸,燒瓶中固體易產(chǎn)生“結(jié)塊”現(xiàn)象,使反應(yīng)速率變慢。產(chǎn)生“結(jié)塊”現(xiàn)象的原因是________。
(6)設(shè)置 K1導(dǎo)管的目的是為了防止拆除裝置時造成空氣污染。請簡述操作方法________。
(7)硫代硫酸鈉還可用于除去鞣制皮革時過量的重鉻酸鹽,將其還原成 Cr3+,理論上處理1mol Cr2O72-需要 Na2S2O3的質(zhì)量為________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是某學(xué)校實驗室從化學(xué)試劑商店買回的硫酸試劑標簽上的部分內(nèi)容。據(jù)此,下列說法錯誤的是( )
A.該硫酸的物質(zhì)的量濃度為18.4mol·L-1
B.該硫酸與等體積的水混合所得溶液的質(zhì)量分數(shù)大于49%
C.該硫酸與等體積的水混合所得溶液的濃度大于9.2 mol·L-1
D.實驗需要248mL 4.6mol·L-1的稀硫酸,配制時需量取該濃硫酸50.0mL
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,X的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的,W的核外電子數(shù)與X、Z的最外層電子數(shù)之和相等,Y的原子序數(shù)是Z的最外層電子數(shù)的2倍,由W、X、Y三種元素形成的化合物M的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是
A.元素非金屬性強弱的順序為W>Y>Z
B.Y單質(zhì)的熔點高于X單質(zhì)
C.化合物M中W不都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D.W的簡單氫化物穩(wěn)定性比Y的簡單氫化物穩(wěn)定性強
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用鋁熱法還原下列物質(zhì),用等物質(zhì)的量的鋁,制得金屬物質(zhì)的量最少的是( )
A. MnO2B. Fe3O4C. Cr2O3D. V2O5
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