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【选修3:物质结构与性质】某钙钛型复合氧化物(如图),以A原子为晶胞的顶点,A位...

【选修3:物质结构与性质】某钙钛型复合氧化物(如图),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是CaSrBaPb,当B位是VCrMnFe时,这种化合物的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化(巨磁电阻效应)。

1)用ABO表示这类特殊晶体的化学式      。在图中,与A原子配位的氧原子数目为     

2)基态Cr原子的核外电子排布式为       ,其中电子的运动状态有       种。

3)某些钙钛型复合氧化物能够催化NO直接分解为N2O2NO的基态原子中,未成对的电子数目比为      

4)下表是几种碳酸盐的热分解温度和阳离子半径

碳酸盐
 

CaCO3
 

SrCO3
 

BaCO3
 

热分解温度/℃
 

900
 

1172
 

1360
 

阳离子半径/pm
 

99
 

112
 

135
 

 

请解释碳酸钙热分解温度最低的原因:_____________

5)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏伽德罗常数。对金属钙的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,金属钙的密度为        g·cm-3(用含aNA的式子表示)。

 

(13分) (1)ABO3(2分) 12 (2分) (2)1s22s22p63s23p63d54s1(2分) 24(2分) (3)3∶2(1分) (4)碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根中的氧离子,使碳酸根分解为二氧化碳分子的结果。钙离子由于半径小和氧离子结合更为容易,氧化钙晶格能大,所以碳酸钙分解温度低。(2分) (5)1.6×1032/(NA·a3)(2分) 【解析】试题分析:(1)A位于顶点,B位于体心,O位于面心,则晶胞中A的个数为8*1/8=1,B的个数为1,O的个数为6*1/2=3,所以化学式为ABO3。晶胞中与A最近的氧原子位于同一平面内的面心和定点,每个晶胞中有3/2个氧与A距离最近,而A为8个晶胞共有,则与A原子配位的氧原子数目为8*3/2=" 12" 。(2)铬元素为24号,原子核外有24个电子,所以电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1;每个电子的运动状态都不同,所以有24种不同的电子。(3)氮原子和氧原子的价电子排布分别为2s22p3,,2s22p4,则未成对的电子数目为3:2。(4)从表格中得出,这些物质的阴离子是相同的,均为碳酸根,阳离子的半径越大,分解温度越高,碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根中的氧离子,使碳酸根分解为二氧化碳分子的结果。钙离子由于半径小和氧离子结合更为容易,氧化钙晶格能大,所以碳酸钙分解温度低。(5)钙的晶胞为面心立方最密堆积,则晶胞中含有钙的数目为4晶胞的体积为(a×10-10)3cm3,则1cm3钙晶体中含有的晶胞数目为:1/(a×10-10)3,则密度="[40" ×4/NA]/[ 1/(a×10-10)3]=1.6×1032/(NA·a3). 考点:电子排布,晶胞计算  
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考点分析:
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脱硝通常指将烟气中的氮氧化物(NOx)转化为无害的物质。

(1)选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,即在金属催化剂作用下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应生成N2和H2O。

①已知:4MH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)   △H=-905.5kJ·mol-1

N2(g)+O2(g)2NO(g)   △H=+l80kJ •mol-1

完成该方法中主要反应的热化学方程式:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H=__________

②该方法应控制反应温度在315〜400℃之间,反应温度不宜过低也不宜过高的原因是_________________

③氨氮比[]会直接影响该方法的脱硝率,350℃时,只改变氨气的投放量,反应物X的转化率与氨氮比的关系如下图所示,则X是_______ (填学式)。氨氮比由0.5增加到1.0时,脱硝主要反应的平衡将向_______方向移动。当>1.0时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是______

(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法,用6%的稀硝酸吸收NOx生成HNO2(—元弱酸),再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如上右图所示。

①图中b应连接电源的______(填“正极”或“负极”)。

②将石墨电极设置成颗粒状的目的是___________________

③阳极的电极反应式为_________________

 

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用含钴废料(含CoCO3、少量NiCO3与铁屑)制备CoCl2 • 6H2O的工艺流程如下:

已知:除镍过程中溶液pHCo的冋收率影响如下图所示;部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

金属离子

开始沉淀的pH

完全沉淀的pH

Fe3+

1.5

4.1

Fe2+

7.5

9.7

Co2+

6.6

9.4

Ni2+

6.7

9.5

 

(1)酸浸工艺中用“稀HCl”替代了传统的“盐酸与硝酸的混酸”,其优点为_________

(2)除镍时应调节pH=______;此步骤中Ni2+是否形成Ni(OH)2沉淀?________

(3)除铁过程包括以下多个步骤:①___________________;②_____________;③过滤得CoCl2溶液。 (可供选用的试剂:30% H2O2l.0mol •L-1 KMnO4NaOH固体、CoCO3固体)

(4)除铁后加入盐酸调pH的作用是___________

(5)工业上采用减压蒸干的方法制备CoCl2 • 6H2O,减压蒸干的目的是________

 

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实验室用铁粉制备摩尔盐的操作流程如下:

 

1)流程中趁热过滤的原因是__________

2)检验反应1溶液中是否含Fe3+的实验方法为___________

3)为确定摩尔盐的化学式,进行如下实验:现称取4.704g新制摩尔盐,溶于水配制成100.0mL溶液,再将该溶液分成两等份。向其中一份溶液中加入足量Ba(OH)2溶液,并微热,逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,同时生成白色沉淀,随即沉淀变为灰绿色,最后带有红褐色,用足量稀盐酸处理沉淀物,充分反应后过滤、洗涤和干燥,得白色固体2.796g。另一份溶液用0.0500mol·L-1K2Cr2O7酸性溶液滴定,Cr2O72-恰好完全被还原为Cr3+,消耗K2Cr2O7溶液的体积为20.00mL 

25℃时,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,若要使溶液中SO42-离子沉淀完全(即该离子浓度须小于1×10-5mol·L-1),则此时c[(Ba(OH)2]≥________mol·L-1 

②确定该摩尔盐的化学式(写出计算过程)________

 

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阿塞那平(Asenapine)用于治疗精神分裂症,可通过以下方法合成(部分反应条件略去):

 

(1)化合物A中的含氧官能团为_______________(填官能团的名称)。

(2)化合物X的分子式为C4H9NO2,则其结构简式为________

(3)由D生成E的过程中先后发生加成反应和________反应(填写反应类型)。

(4)写出同时满足下列条件B的一种同分异构体的结构简式:____________

I.是萘()的衍生物,且取代基都在同—个苯环上;

II.分子中所有碳原子一定处于同一平面;

III.能发生银镜反应,且分子中含有4种不同化学环境的氢。

(5)已知: (R为烃基)。根据已有知识并结合相关信息,写出以ClCH2CH2CH2Cl和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂可任选)。

 

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黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3)生产硝酸铜溶液的流程如下:

(1)写出酸浸时Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式:_________________

(2)反应I中所加Zn不能过量的原因是________________

(3)滤液II中含有的金属阳离子主要有_____________

(4)写出反应II的离子方程式:______________。反应II应控制温度不能过高也不能过低的原因是___________________

(5)已知Cu(NO3)2·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的溶解度随温度的变化如图所示。则由A点对应的溶液获取Cu(NO3)2·3H2O的方法是_______________

 

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