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【化学-物质结构与性质】 配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数依次增大的A、B、C...

【化学-物质结构与性质】

配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成,其原子个数比为l4:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,E元素的外围电子排布为(n-1)dn+6nsl,回答下列问题。

(1)写出元素D在周期表中的位置是        ,B原子的外围电子排布图           。E原子的核外有         种不同运动状态的电子,B和C的第一电离能大小关系               。(用元素符号表示)

(2)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1:1和l:2,画出原子个数比为1:1的化合物的电子式            ,两种化合物可任意比互溶,解释其主要原因为                 

(3)该配位化合物的化学式为              

(4)A元素与B元素可形成分子式为A2B2的某化合物,该化合物的分子具有平面结构,则其结构式为         

(5)已知E的晶胞结构如图所示,此晶胞立方体的边长为a cm,E单质的密度为pg.cm-3,则阿伏伽德罗常数为              (用a、p表示)。该晶胞配位数为                ,EDC4常作电镀液,其中DC的空间构型是            ,其中D原子的杂化轨道类型是           。若电解EDC4的水溶液,则电解总反应的化学方程式为          

 

(1)三 VIA 29 N>O (2) H2O和H2O2之间形成氢键 (3)Cu(NH3)4SO4•H2O (4)N-N=N-H (5)NA=256/p.a3 12 正四面体 sp3杂化 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 【解析】 试题分析:E元素的外围电子排布为(n-1)dn+6nsl,因为s轨道没有排满,则根据洪特规则可知,此时d轨道应该是全充满状态,即n+6=10,解得n=4,所以E元素的原子序数是18+10+1=29,即E是铜元素。配位化合物为深蓝色晶体,由原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素组成,其原子个数比为l4:4:5:1:1,其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,符合条件的元素是氧元素与硫元素,即C是O,D是S,根据该配位化合物中原子个数比可知,A是氢元素,S与O结合生成硫酸根,剩余1个氧原子与2和氢原子结合形成1分子水,则4个B原子结合12个氢原子,即个数之比为1:3,所以该物质是氨气,即B是氮元素。 (1)根据上述推断,D为硫元素,硫元素在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族;B为氮元素,N原子的外围电子排布图为;E为29号元素铜,原子的核外有29种不同运动状态的电子,B和C分别为N和O,N原子的最外层p轨道有3个电子,处于半充满状态,比较稳定,第一电离能比相邻元素的第一电离能大,则第一电离能的大小关系为N>O。 (2)C和A分别为O、H,O元素可与H元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1:1和l:2,该化合物为H2O、H2O2 ,原子个数比为1:1的化合物H2O2的电子式为,H2O和H2O2之间形成氢键,则两种化合物可任意比互溶。 (3)该配位化合物中氨气是配体,化学式为Cu(NH3)4SO4•H2O 。 (4)氢元素与氮元素可形成分子式为A2B2的化合物是N2H2,该化合物的分子具有平面结构,依据8电子稳定结构可知,氮元素与氮元素之间形成双键,氢元素与氮元素之间形成单键,其结构式为H-N=N-H。 (5)根据晶胞结构可知,晶胞中含有铜原子的个数是8×1/8+6×1/2=4,因此p×a3×NA=4×64,解得NA=256/p.a3;该晶胞配位数为3×8÷2=12,在硫酸根离子中硫原子不存在孤对电子,其价层电子对数是4,所以空间构型是正四面体形,硫原子是sp3杂化;电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸,则电解总反应的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。 考点:考查第一电离能的比较,元素电子排布图,中心原子的杂化形式、结构式的写法,晶胞的计算。  
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考点分析:
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甲醇既可用于基本有机原料,又可作为燃料用于替代矿物燃料。

(1)以下是工业上合成甲醇的两个反应:

反应I: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)       ΔH1

反应II:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g)    ΔH2

上述反应符合“原子经济”原则的是            (填“I”或“II”)。

下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度

250

300

350

K

2.041

0.270

0.012

由表中数据判断反应I为______________热反应(填“吸”或“放”)。

某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则CO的转化率为           ,此时的温度为            (从表中选择)。

(2) 已知在常温常压下:

2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)    ΔH1 kJ/mol

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)     ΔH2 kJ/mol

H2O(g)=H2O(l)    ΔH3 kJ/mol

则反应 CH3OH(l)+ O2(g)= CO(g)+ 2H2O(l)   ΔH=             kJ/mol

(3)现以甲醇燃料电池,采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72)时,实验室利用下图装置模拟该法:

N电极的电极反应式为                     

请完成电解池中Cr2O72转化为Cr3+的离子反应方程式:

Cr2O7 2+      Fe2+ +        [   ]         Cr3++      Fe3++        [   ]

(4) 处理废水时最后Cr3+Cr(OH)3形式除去c(Cr3+)=1×105 mol•L1 Cr3+沉淀完全此时溶液的pH=         (已知 Ksp[Cr(OH)3]=6.4×1031,lg2=0.3)

 

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硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示:

已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:

氢氧化物

开始沉淀时的pH

完全沉淀时的pH

Mg(OH)2

9.3

10.8

Fe(OH)2

7.6

9.6

Al(OH)3

4.1

5.4

Fe(OH)3

2.7

3.7

(1)MgO的电子式为              ,加入H2O2的目的是______________。

(2)滤渣2的主要成分是           ,向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为                  

(3)加入NaOH调节溶液pH=12.0时,发生反应的离子方程式为              

(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4,可以使烟气脱硫,该反应的化学方程式为              

(5)若取a吨硼泥为原料,最后得到b吨Mg(OH)2产品(假设生产过程中镁元素无损失),则硼泥中MgO的质量分数为              (用含有a、b的代数式表示)。

 

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二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl2相比, ClO2不但具有更显著的杀菌能力, 而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。

(1)在ClO2 的制备方法中, 有下列两种常用制备方法:

方法一:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O

方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O

方法一中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________________,其中方法二制备的ClO2 更适合用于饮用水的消毒, 其主要原因是            

(2)我国最近成功研制出制取ClO2 的新方法, 其反应的微观过程如图甲所示:

该反应的化学方程式为                   

(3)消毒时, ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN 等有明显的去除效果.某工厂污水中含CN,现用ClO2将CN氧化,生成两种无毒气体,其离子反应方程式为                   

(4)自来水厂用ClO2 处理后的水中, 要求ClO2 的浓度在0. 1~0. 8mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO2 的浓度,步骤如下:

. 取一定体积的水样用氢氧化钠溶液调至中性, 然后加入一定量的碘化钾, 并加入淀粉溶液, 溶液变蓝。

. 加入一定量的Na2S2O3 溶液。(已知: 2S2O32- +I2 =S4O62- +2I - )

. 重复上述操作2~3次。

操作时, 不同pH环境中粒子种类如上图所示:

请回答:

操作中反应的离子方程式是             ;

确定操作恰好完全反应的现象是              ;

若水样的体积为1. 0 L, 在操作时消耗了1. 0×10 -3 mol/L的Na 2 S 2 O 3 溶液10 mL, 则水样中ClO2 的浓度是          mg/L。

 

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下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是(      )

选项

实验

现象

结论

A.

将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液

有气体生成,溶液呈血红色

稀硝酸将Fe氧化为Fe3+

B.

向饱和Na2CO3溶液中通CO2

有晶体析出

溶解度:

NaHCO3< Na2CO3

C.

用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热

熔化后的液态铝滴落下来

金属铝的熔点较低

D.

将10mL 0.1mol·L-1NaOH溶液滴入1 mL 0.1mol·L-1MgSO4溶液中,再滴加0.1mol·L-1 CuSO4溶液

先有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀

Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小

 

 

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XYMN是短周期且原子序数依次增大的主族元素。已知X的最外层电子数是电子层数的3倍,XM同主族,Y的原子在短周期主族元素中原子半径最大。下列有关说法正确的是(    )

A. MN的简单离子半径:rN-)>rM2

B. 气态氢化物的稳定性:MX

C. XY形成的化合物中只有离子键

D. XYN所形成化合物的水溶液可能显中性或碱性

 

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