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铝及其化合物在生产、生中用途广泛。回答下列问题: (1)在一定条件下,金属Al和...

铝及其化合物在生产、生中用途广泛。回答下列问题:

(1)在一定条件下,金属Al和Cu可以形成金属互化物Cu9Al4,基态Al原子核外电子有_____种不同的运动状态。基态Cu原子的核外电子排布式为______________

(2)Na、Mg、Al三种元素中,第一电离能最大的是_______,原因是_____________

(3)Al3+与Cl-易形成配位离子[AlCl4]-,其中Al与Cl之间形成的化学键类型为______(填“离子键”“极性键”或“非极性键”),Al原子的配位数为______,Al原子的杂化方式为_______,[AlCl4]-的空间构型为_____,试写出一种[AlCl4]-互为等电子体的微粒符号:____________

(4)AlN的晶体结构与金刚石相似,晶胞结构如图所示。晶胞中含有_____个铝原子,若Al与N原子最近距离为apm,则该晶体的密度为______g/cm3。(阿伏加德罗常数用NA表示)

 

13 ls22s22p63S23p63d104sI或[ Ar]3 d104s1 Mg或镁 同周期元素第一电离能从左到右具有逐渐增大的趋势,但Mg原子核外最外层3s2为全满状态,较难失去电子 极性键 4 sp3 正四面体 SO42-、PO43-、ClO4-、BrO4-、CCl4、CF4、SiCl4、SiF4、SiO44-(任写一种即可) 4 【解析】(1)原子核外电子的运动状态各不相同,核外电子数与运动状态数相同,基态Al原子核电荷数为13,核外电子有13种不同的运动状态;基态铜原子核电荷为29,3d轨道全充满,电子排布式为ls22s22p63S23p63d104sI或[ Ar]3 d104s1; (2)Na、Mg、Al三种元素同周期,第一电离能从左到右具有逐渐增大的趋势,但Mg原子核外的3s轨道全充满,结构较稳定第一电离能最大; (3)配位离子中的配位键属于一种特殊的共价键,其中Al与Cl的电负性不同,故二者形成的共价键为极性键;[AlCl4]-价层电子对数=δ键个数+孤电子对数=4+(3+1-4×1)=4,无孤电子对,所以Al原子的配位数为4,杂化轨道形式为sp3,其空间构型为正四面体,根据等电子体的含义,SO42-、PO43-、ClO4-、BrO4-、CCl4、CF4、SiCl4、SiF4、SiO44-等均与[AlCl4]-互为等电子体; (4)AlN的晶胞中N原子数目为4,Al原子数目为8×+6×=4,顶点白色球与相邻黑色距离为晶胞体对角线的,则晶胞体对角线长为4apm,晶胞棱长为pm,晶胞的体积为(pm)3,1mol晶胞的质量为4×41g,其密度为g/cm3。  
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硫酸亚铁是生产钛白的副产品,价格低,以琉酸亚铁为原料制备高效净水剂高铁酸钾 (K2FeO4)可大大降低成本。其生产工艺如下:

已知:NaNO2是在空气中将Fe2+氧化为铁黄(FeOOH)的催化剂;铁黄微溶于酸。

请问答下列问题:

(1)铁黄(FeOOH)中铁元素的化合价是_______。写出反应①生成铁黄(FeOOH)的离子方程式:_______,在通入O2“氧化”FeSO4的过程中,溶液的pH_____(填“增大”“减小”或“不变”)

(2)“过滤、洗涤、干燥”制备铁黄时,检验铁黄表面已洗涤干净的操作是______________

(3)写出反应③的化学方程式:___________________

(4)在溶液I中加KOH 固体的目的是__________________

(5)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是________________

(6)该工艺每消耗标准状况下112LCl2理论上得到_______g K2FeO4

 

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甲醇是有机化工原料合优质燃料,主要应用于精细化工、塑料等领域,也是农药、医药的重要原料之一。回答下列问题。

(1)工业上可用CO2和H2反应合成甲醇。

已知25℃、101kPa下: ①CO(g) +3H2(g)=CH3OH(l) +H2O(1) △H1=-132kJ• mol-1

2H2(g) +O2(g)==2H2O(g) △H2= -484 kJ• mol-1 

H2O(l)= H2O(g) H3= + 44 kJ• mol-1写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式:_______________

(2)合成甲醇所需的H2可由下列反应制取:H2O(g)+CO(g)H2 (g)+CO2(g)H<0。

①在恒容密闭容器中.通入一定设的COH2O(g)发生上述反应,图1所示的是该反应的相关量值随溫度变化的情况,下列量值符合图示的是_______

a.平衡常数       b.反应物的平衡转化率   c.逆反应速率      d. H2O(g)的平衡浓度

②850℃时,若通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图2所示,达到平衡时H2O(g)的转化率为    ___________,该条件下的平衡常数K=___________

(3)CO和H2反应也能合成甲醇:CO(g) +2 H2 (g)CH3OH(g)H = -90 kJ• mol-1。恒容条件下,能使反应体系中增大的措施有_________    (任写两种)。

(4)    甲醇在催化剂条件下可以直接被氧化成甲酸。常温下,甲酸的电离常数Ka =1.0×10-4,20.00mL0.100 0mol·L-1NaOH溶液与等体积一定浓度的甲酸溶液混合,所得溶液中 c(HCOOH) = c(HCOO-) , c(OH-) =_______,溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______

(5)甲醇燃料电池(如图所示)是质子交换膜燃料电池的一种变种,它直接使用甲醇而无须预先重整。写出在该条件下,甲醇燃料电池的负极反应式:_______________

 

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某化学课外活动小组通过实验探究NO能否与Na2O2反应以及反应后的产物,该小小组同学设计了如图所示装置(夹持仪器、连接用的乳胶管均已省略)。

经査阅资料知:①NO是不成盐氧化物;②2NO2+2NaOH =NaNO3+NaNO2+H2O。

回答下列问题:

(1)写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式:________________

(2)为了完成实验,选择上图中的装置,其连接顺序为a→_______(按气流方向,用小写字母表示);有同学认为该装置存在缺陷,则该缺陷是______________

(3)连接好仪器,_____________,装入药品后,要通入一段时间的氮气,在滴入浓硝酸,点燃酒精灯,通入氮气的主要目的是_______________

⑷装置E的作用是________________;能说明NO与Na2O2发生反应的实验现象是_____________   

(5)探充NO与Na2O2反应的产物。

假设1:产物只有NaNO3;假设2:_________________

假设3:产物为NaNO3和NaNO2的混合物。

为验证反应产物,该小组同学准确称取反应后的固体3.50g,用煮沸并冷却后的蒸馏水配成100.00mL溶液,取10.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定,共消耗KMnO4溶液20mL。滴定过程中发生反应的离子方程式为___________________,反应产物中NaNO2的质量分数为_____(保留四位有效数字)

 

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25℃时,用0.1000mol/LBOH溶液滴定20mL 0.1000mol/L一元酸HA溶液,其滴定曲线如右图所示。下列说法正确的是

A. HA的电离平衡常数Ka为1×10-14

B. 滴定时应选择甲基橙作指示剂

C. 当滴入BOH溶液20 mL时,溶液中:c( B+)=c(A-) > c(OH- ) = c(H+)

D. 当滴入BOH溶液10 mL时,溶液中:c(A-)> c(B+)> c(H+)> c( OH- )

 

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X、Y、Z、W是短周期主族元素,X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示,其中Y元素的最高化合价是最低化合价的绝对值的3倍,W是短周期主族元素中原子半径最大的元素。下列说法错误的是

A. YZ的简单阴离子都会破坏水的电离平衡

B. 简单离子半径由大到小的顺序为Y >Z > X > W

C. Z元素的最高价氧化物对应水化物的酸性在同周期中最强

D. X与W形成的化合物W3X中只含离子键

 

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