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铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。请回答以下问题: (1)超细铜粉可用...

铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。请回答以下问题:

(1)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等,其制备方法如下:

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①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为______NOS三种元素的第一电离能大小顺序为__________________(填元素符号)

②SO42-的空间构型为________

(2)某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验,CuSO4溶液中加氨水生成蓝色沉淀,再加氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,请解释加入乙醇后析出晶体的原因_________;在该晶体中存在的化学键的种类有_________

(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,其阴离子均为无限长链结构(如图所示)a位置上Cl原子的杂化轨道类型为________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,则另一种化合物的化学式为____________

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用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。对金属铜的测定得到以下结果:铜晶胞为面心立方最密堆积,边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm3,则铜原子的直径约为__________pm,阿伏加德罗常数的值为________[已知Ar(Cu)63.5]

 

(1)①1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) N>O>S ②正四面体形 (2)乙醇分子极性比水分子极性弱,加入乙醇降低溶剂的极性,从而减小溶质的溶解度;离子键、配位键、共价键 (3)sp3杂化    K2CuCl3 (4) pm 6.01×1023 【解析】(1)NH4CuSO3中的阳离子是是Cu+,它的核外电子排布是,1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10);根据同一周期第一电离能变化规律及第ⅡA、ⅤA反常知,第一电离能大上顺序为,N>O>S,SO42-是AB4型,则其空间构型是正四面体; (2)乙醇分子极性比水分子极性弱,加入乙醇降低溶剂的极性,从而减小溶质的溶解度。该晶体存的化学键是离子键、配位键和共价键。 (3)a位置上Cl原子成2个单键,含有2对孤对电子,杂化轨道数为4,杂化轨道类型为sp3;一种化合物的化学式为KCuCl3,其中铜元素为+2价,故另一种化合物中铜为+1价,CuCl3原子团的化合价为-2,其化学式为:K2CuCl3。 (4)设铜原子的直径是d,由于是面心立方,则边长(361)2=2d2,所以直径是pm;晶胞的体积是V=(361×10-10)3cm3;晶胞中有4个铜原子,则晶胞的质量是m=4/NAmol×63.5g/mol,故9.00 g·cm-3=m/V,NA=6.01×1023。  
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共聚法可改进有机高分子化合物的性质,高分子聚合物P的合成路线如下:

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(1)B的名称为_____________E中所含官能团的名称为              

(2)IF合成,F可以使溴水褪色。

a的化学方程式是                   

b的反应试剂是                      

c的反应类型是                                   

(3)下列说法正确的是            

 aC可与水任意比例混合            

 bA13-丁二烯互为同系物

 c.由I生成M时,1mol最多消耗3molNaOH   

 dN不存在顺反异构体

(4)写出EN按照物质的量之比为1:1发生共聚生成P的化学反应方程式         高聚物P的亲水性比由E形成的聚合物_____(强、弱)

(5)D的同系物KD分子少一个碳原子,K 有多种同分异构体,符合下列条件的K的同分异构体有      种。写出其中核磁共振氢谱为12223的一种同分异构体的结构简式           

a.苯环上有两种等效氢           

b.能与氢氧化钠溶液反应

c.一定条件下1mol该有机物与足量金属钠充分反应,生成1molH2                  

 

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二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空:

(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

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如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置是         (填写字母)

(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠       g(保留一位小数);如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠        g(保留一位小数)

(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。

石灰石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O。其流程如下图:

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碱法的吸收反应为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图:

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已知:

试剂

Ca(OH)2

NaOH

价格(/kg)

0.36

2.9

吸收SO2的成本(/mol)

0.027

0.232

 

石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是                  。和碱法相比,石灰-石膏法的优点是              ,缺点是                

(4)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)

 

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能源、材料和信息是现代社会的三大支柱

(1)目前,利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展,下图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。

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① Ni原子的价电子排布式是              

该合金储氢后,含1mol La的合金可吸附H2的数目为      

(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合物(化学式为C6H5NO3·1.5H2O)。实验表明,加热至94℃时该晶体能失去结晶水,由黄色变成鲜亮的红色,在空气中温度降低又变为黄色,具有可逆热色性;同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。

晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是              

对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中,破坏的微粒间作用力是       

(3)科学家把NaNO3Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO42互为等电子体,且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。该阴离子的电子式是       ,其中心原子N的杂化方式是    

(4)在金刚石晶体的一个晶胞(如图1)中,含有        个碳原子。在二氧化硅晶体的一个晶胞中,含有      个化学键。原子晶体能否形成最密堆积结构,原因是                          

(5)铁晶体的晶胞结构(如图2):若铁原子的半径是r cm,则铁的密度是    

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(1)原料A是苯的最简单的同系物,其名称是      ;合成G的反应类型是     

(2)写出B的结构简式              

(3)写出反应D→E的化学方程式:                                   

(4)杀灭菊酯的核磁共振氢谱共有            种峰。

(5)氨基酸XI互为同分异构体,且X是萘( 满分5 manfen5.com )的一取代物,含有碳碳叁键,X所有可能的结构共有           种。高聚物Y是由X通过肽键连接而成,Y的结构简式是                          (只要求写一种)

 

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工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行,即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列问题:

(1)煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入           (填设备名称),其主要目的是                

(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快 二氧化硫氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体(如图1)

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其中ac二步反应的化学方程式可表示为:                     

(3)550℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图2所示,

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则:将2.0mol SO21.0mol O2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10M PaAB表示不同压强下的SO2转化率,通常情况下工业生产中采用常压的原因是:       

(4)为循环利用催化剂,科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。已知废钒催化剂中含有V2O5VOSO4及不溶性残渣,查阅资料知:VOSO4可溶于水,V2O5难溶于水,NH4VO3难溶于水。该工艺的流程如图如下:

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则反应①②③④中属于氧化还原反应的是           (填数字序号),反应的离子方程式为                                        ,该工艺中反应的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数和温度:                       

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