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钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。 (1)钛铁合金是钛系储氢...

钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。

(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。

①Ti的基态原子价电子排布式为________________。

②Fe的基态原子共有__________种不同能级的电子。

(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4===2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑。

①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是________________(用元素符号表示)。

②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2分子中σ键和π键的个数比为__________,中心原子的杂化方式为__________。

(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2 nm和7.8×10-2 nm。则熔点:NiO__________(填“>”、“<”或“=”)FeO。

(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在日本和中国已实现了产业化。

该合金的晶胞结构如图所示。

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①该晶体的化学式为________________。

②已知该晶胞的摩尔质量为M g·mol-1,密度为d g·cm-3。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是________cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。

③该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知:a=511 pm,c=397 pm;标准状况下氢气的密度为8.98×10-5 g·cm-3;储氢能力=满分5 manfen5.com。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为_________。

 

(1)①3d24s2 ②7 (2)①O>Cl>C ②3∶1 sp2 (3)>(4)①LaNi5 ② ③1 236 【解析】 试题分析:(1)①Ti是22号元素,位于元素周期表中第四周期第IVB族,故Ti的基态原子价电子排布式为 3d24s2; ②Fe是26号元素,原子核外有1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d等7个能级; (2)①反应式中非金属元素有三种:O、C、Cl,CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价,CrO2Cl2中Cl为+1价,O为-2价,电负性越大,对键合电子吸引力越大,元素相互化合时该元素表现负价,故电负性:O>Cl>C; ②COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键,所以COCl2分子中σ键的数目为3,π键的数目为1,个数比3:1,中心原子C电子对数==3,故中心原子杂化方式为sp2; (3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高.由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,所以熔点是NiO>FeO; (4)①从图中可以看出,La位于平行六面体的顶点,晶胞中La的原子数为×8=1。平行六面体的上、下两个面各有2个Ni原子,四个侧面各有1个Ni原子,体心还有1个Ni原子。故晶胞中Ni的原子数为×8+1×1=5。故该晶体的化学式为LaNi5。 ②一个晶胞的质量m=,根据m=ρv,晶胞的体积为 cm3。 ③LaNi5合金储氢后的密度ρ==≈0.111 g·cm-3,由定义式:储氢能力=,故储氢能力=≈1 236。 考点:考查核外电子排布、电负性、共价键、熔点比较、晶胞结构判断与计算  
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考点分析:
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如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。

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(1)在组装好装置后,若要检验A~D装置的气密性,其操作是首先_________________,往D中装入水,然后微热A,观察到D中有气泡冒出,移开酒精灯或松开双手,D中导管有水柱形成且高度保持不变,说明装置气密性良好。

(2)装置B中试剂X是________,装置D中盛放NaOH溶液的作用是_______________。

(3)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,注入硫酸至浸没三颈烧瓶中固体,检验SO2与Na2O2反应是否有氧气生成的操作及现象是_______________________。

(4)关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入E、F、G中,能说明I还原性弱于SO2的现象为____________________;发生反应的离子方程式是__________________。

(5)为了验证E中SO2与FeCl3发生了氧化还原反应,设计了如下实验:取E中的溶液,往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明SO2与FeCl3发生了氧化还原反应。上述方案是否合理?________(填“合理”或“不合理”),原因是_______________。

(6)实验过程中G中含酚酞的NaOH溶液逐渐褪色,此实验证明SO2具有漂白性还是其溶于水显酸性?请设计实验验证:_________________________。

 

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氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,在空气中迅速被氧化成绿色;见光则分解,变成褐色。下图是工业上用制作印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl)生产CuCl的流程:

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根据以上信息回答下列问题:

(1)写出生产过程中X___________,Y___________。

(2)写出产生CuCl的化学方程式:______________________。

(3)在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体,结合化学方程式和必要的文字说明理由:________。

(4)在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外,你认为还应该注意的关键问题是______________。

(5)实验探究pH对CuCl产率的影响如下表所示:

pH

1

2

3

4

5

6

7

CuCl产率

70

90

82

78

75

72

70

析出CuCl晶体最佳pH为___________,当pH较大时CuCl产率变低的原因是________________。

(6)氯化亚铜的定量分析:

①称取样品0.25 g和10 mL过量的FeCl3溶液于250 mL锥形瓶中,充分溶解。

②用0.10 mol·L-1硫酸铈[Ce(SO4)2]标准溶液滴定。已知:CuCl FeCl3 === CuCl2 FeCl2 、Fe2+ Ce4+ === Fe3+ Ce3+。三次平行实验结果如下(平行实验结果相差不能超过1%):

平行实验次数

1

2

3

0.25 g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(mL)

24.35

24.05

23.95

则样品中CuCl的纯度为___________(结果保留三位有效数字)。

 

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目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.com2NH3(g) ΔH=-93.0 kJ·mol-1

(1)已知一定条件下:2N2(g)+6H2O(l)   4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1 530.0 kJ·mol-1。则氢气燃烧热的热化学方程式为___________________。

(2)如下图,在恒温恒容装置中进行合成氨反应。

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①表示N2浓度变化的曲线是___________。

②前25 min内,用H2浓度变化表示的化学反应速率是__________。

③在25 min末刚好平衡,则平衡常数K=____________。

(3)在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应,下列说法正确的是________。

A.气体体积不再变化,则已平衡

B.气体密度不再变化,尚未平衡

C.平衡后,往装置中通入一定量Ar,压强不变,平衡不移动

D.平衡后,压缩容器,生成更多NH3

(4)电厂烟气脱氮的主反应:①4NH3(g)+6NO(g)满分5 manfen5.com5N2(g)+6H2O(g)

ΔH<0,副反应:②2NH3(g)+8NO(g)满分5 manfen5.com5N2O(g)+3H2O(g) ΔH>0。平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如图。

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请回答:在400~600 K时,平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是_______________,导致这种规律的原因是______________________(任答合理的一条原因)。

(5)直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质溶液,电池反应为4NH3(g)+3O2===2N2+6H2O。则负极电极反应式为_________________。

 

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下列装置能达到相应实验目的的是

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A.甲装置,除去SO2中混有的CO2

B.乙装置,测定O2的生成速率

C.丙装置,分离NH4Cl和Ca(OH)2固体

D.丁装置,做喷泉实验

 

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根据下列各图曲线表征的信息,得出的结论不正确的是

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A.图1表示常温下向体积为10 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液后溶液的pH变化曲线,则b点处有:c(CH3COOH)+c(H)=c(OH)

B.图2表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线,其中Ⅰ表示醋酸,Ⅱ表示盐酸,且溶液导电性:c>b>a

C.图3表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1

D.由图4得出若除去CuSO4溶液中的Fe3+,可采用向溶液中加入适量CuO,调节溶液的pH至4左右

 

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