【題目】鐵、鈷、鎳具有相似的性質(zhì),在化學(xué)上稱為鐵系元素。回答下列問(wèn)題:

(1)LiCoO2、 LiFePO4常用作鋰離子電池的正極材料;鶓B(tài)Co原子核外電子排布式為_________,第四電離能I4(Co) _________I4(Fe)(“>”“<”),PO43的空間構(gòu)型為_________

(2)鐵系元素能與CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金屬羰基配合物。

CO互為等電子體的分子和離子分別為__________________(各舉一種,填化學(xué)式);在CO分子中,鍵與π鍵數(shù)目之比為_________。

(3)鐵與K2O、(環(huán)戊二烯)在隔絕空氣條件下共熱可制得二茂鐵[Fe(C5H5)2]。在環(huán)戊二烯中,C原子的雜化軌道類型為_________。二茂鐵熔點(diǎn)為446K,不溶于水,易溶于乙醚、苯、乙醇等有機(jī)溶劑,373K即升華;從各種性質(zhì)看,都表明它是典型的_________化合物。

(4)鐵單質(zhì)的堆積方式有兩種,其剖面圖分別如圖a、b所示。

在圖a所示堆積方式里鐵原子的半徑為rpm,則其晶胞棱長(zhǎng)為_________cm。

在圖b所示堆積方式里鐵原子的總體積占晶體體積的比例為_________(用含圓周率π的代數(shù)式表示)

【答案】[Ar]3d74s2 < 正四面體 N2 CN- 1:2 sp2sp3 共價(jià) π

【解析】

(1)Co27號(hào)元素,原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2

Co3+核外電子排布為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3d4、較易失去電子,Fe3+核外電子排布為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3d5,較難失電子,由此比較第4電離能;

PO43-P原子孤電子對(duì)數(shù)為0、σ鍵數(shù)目為4,由此確定空間構(gòu)型;

(2)價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)相等的粒子互為等電子體;CON2的構(gòu)相似,σ鍵、π鍵數(shù)分別為1、2;

(3)在環(huán)戊二烯中有4個(gè)C原子為sp2雜化,1個(gè)C原子為sp3雜化;

二茂鐵的熔點(diǎn),溶解性情況包括能升華等性質(zhì)與分子晶體相似;

(4)設(shè)a晶胞棱長(zhǎng)為x,4rpm= x,求出x;設(shè)b晶胞棱長(zhǎng)為y,F(xiàn)e原子半徑為R,4R= y,再結(jié)合球體積公式計(jì)算。

:(1)Co27號(hào)元素,其價(jià)電子排布為3d74s2,基態(tài)Co原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2

Co3+核外電子排布為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3d4、較易失去電子,F(xiàn)e3+核外電子排布為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3d5,較難失電子,l4(C0)<l4(Fe);

PO43-P原子孤電子對(duì)數(shù)為0、δ鍵數(shù)目為4,故其空間構(gòu)型為正四面體;

(2)CO價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)相等的分子有N2,離子有CN-,C22-;CON2的構(gòu)相似,σ鍵、π鍵數(shù)分別為1、2,σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1:2

(3)在環(huán)戊二烯中有4個(gè)C原子為sp2雜化,1個(gè)C原子為sp3雜化,二茂鐵的熔點(diǎn)、溶解性情況包括能升華等性質(zhì),都表明它是典型的共價(jià)化合物;

(4)設(shè)a晶胞棱長(zhǎng)為x,4rpm= xx= rpm=r×10-10cm,

設(shè)b晶胞棱長(zhǎng)為y,F(xiàn)e原子半徑為R,4R= y,即R= y,晶胞含有的原子數(shù)為(8×1/8+6×1/2)=4,原子總體積為 = πy3,鐵原子的總體積占晶體體積的比例為 π。

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【題目】用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,通電一段時(shí)間后,向所得的溶液中加入0.1molCuO后恰好恢復(fù)到電解前的濃度,則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 ( )

A.0.1 molB.0.2 molC.0.3 molD.0.4 mol

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【題目】當(dāng)前,汽車尾氣已成為許多城市空氣的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或?yàn)r青可以部分消除汽車尾氣中的氮氧化物,其原理如下:

下列關(guān)于該消除過(guò)程的敘述不正確的是

A. 部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

B. 消除總變化為NOx+O2+H2O→HNO3

C. 消除反應(yīng)能全天候發(fā)生

D. 使用納米TiO2的消除效率更高

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已知:①菱錳礦的主要成分是MnCO3,還含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。

②相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1mol/L形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:

③常溫下,CaF2、MgF2的溶度積分別為1.46×1010、7.42×1011

回答下列問(wèn)題:

(1)“焙燒時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。

分析下列圖1、圖2、圖3,氯化銨焙燒菱錳礦的最佳條件是:焙燒溫度為_________、氯化銨與錳礦粉的質(zhì)量之比為_________、焙燒時(shí)間為_________

(2)浸出液凈化除雜過(guò)程如下:首先加入MnO2Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為_________;再調(diào)節(jié)溶液的pHAl3+、Fe3+變?yōu)槌恋沓ィ芤?/span>pH的范圍為_________;然后加入NH4FCa2+、Mg2+變?yōu)?/span>CaF2、MgF2沉淀除去,兩種沉淀共存時(shí)溶液中c(Ca2+)/c(Mg2+)=_________

(3)碳化結(jié)晶時(shí),反應(yīng)的離子方程式為__________________。

(4)將制得的高純度碳酸錳溶于過(guò)量稀硫酸后用惰性電極電解,在某極得到重要的無(wú)機(jī)功能材料MnO2,該電極的電極反應(yīng)式為__________________

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【題目】X、Y、Z、W四種短周期元素,有關(guān)數(shù)據(jù)如下表,下列敘述正確的是(

元素代號(hào)

X

Y

Z

W

原子半徑/pm

66

70

143

160

主要化合價(jià)

-2

+5、+3-3

+3

+2

A. WY形成的化合物為共價(jià)化合物

B. Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸

C. Y的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)高于X的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物

D. 工業(yè)上經(jīng)常采用電解Z的氯化物溶液制備Z單質(zhì)

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③H(aq)+OH(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1

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B. H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=== BaSO4(s)+H2O(l)  ΔH=-57.3 kJ·mol-1

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