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早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu.Fe三种金属元素组成,回答下列问...

早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu.Fe三种金属元素组成,回答下列问题:

(1)①铜元素位于周期表中_____区。Cu2+离子的价层轨道表示式为____

②锰、铁、钴三种元素的逐级电离能如下表:

电离能/KJ/mol

I1

I2

I 3

I4

Mn

717.3

1509.0

3248

4940

Fe

762.5

1561.9

2957

5290

Co

760.4

1648

3232

4950

 

铁元素的第三电离能明显低于锰元素和钴元素,其原因是____

③实验室可用赤血盐K3[Fe(CN)6]检验Fe2+离子,在赤血盐中铁元素的化合价为____,中心离子的配位数为______

(2)利用反应:X+C2H2+NH3→Cu2C2+NH4Cl(未配平)可检验乙炔。

①化合物X晶胞结构如图,据此可知X的化学式为_______

②乙炔分子中σ键与π键数目之比为______,碳原子的杂化方式为_______;NH4+空间构型为______(用文字描述)。

(3)①下列三种化合物a.AlCl3  b.NaCl  c.Al2O3沸点由高到低依次是_______(填编号),其原因是____________

②Al单质中原子采取面心立方最密堆积,其晶胞边长为0.405nm,列式表示Al单质的密度_______g/cm3(不必计算出结果)。

 

ds Co的核电荷数多于Fe,电子离开时克服的引力较大,所以Co的第三电离能比Fe大。Mn2+是半充满结构(3d5),再电离一个电子所需的能量较高,所以Mn的第三电离能也比Fe大 +3 6 CuCl 3:2 sp杂化 正四面体 cba AlCl3是分子晶体.沸点最低,NaCl和Al2O3是离子晶体,Al2O3的构成离子半径小,电荷高,晶格能大,沸点最高 【解析】本题考查选修三《物质结构与性质》,(1)①铜原子价电子排布式为3d104s1,位于ds区,Cu2+是Cu原子失去2个电子,即价电子轨道式为;②Fe价电子排布式为3d64s2,Mn的价电子排布式为3d54s2,Co价电子排布式为3d74s2, Co的核电荷数多于Fe,电子离开时克服的引力较大,所以Co的第三电离能比Fe大,Mn2+是半充满结构(3d5),再电离一个电子所需的能量较高,所以Mn的第三电离能也比Fe大;③K显+1价,CN显-1价,整个化合价代数为0,因此Fe的价态是+3价,CN-是Fe的配离子,因此中心离子的配位数为6;(2)①Cu位于顶点和面心,个数为8×1/8+6×1/2=4,Cl位于晶胞内部,有4个,因此化学式为CuCl;②乙炔结构简式为:,成键原子键只能有1个σ键,碳碳叁键中有2个π键,因此1mol乙炔中σ键和π键的比值为3:2;碳有 2个σ键,无孤电子对,杂化类型为sp;NH4+中N有4σ键,无孤电子对,即杂化类型为sp3,空间构型为正四面体;(3)AlCl3属于分子晶体,NaCl和Al2O3属于离子晶体,一般分子晶体的熔沸点小于离子晶体,即氯化铝最低,离子晶体熔沸点与晶格能有关,所带电荷数越多、半径越小,晶格能越强,熔沸点越高,Al2O3的构成离子半径小,电荷数多,晶格能大,沸点最高,顺序是Al2O3>NaCl>AlCl3;②晶胞中Al的个数为8×1/8+6×1/2=4,则晶胞的质量为4×27/NAg,晶胞的体积为(0.405×10-7)3cm3,根据密度的定义,则密度为。 点睛:本题注意洪特规则,能级上的电子处于半满、全满、全空,相对稳定,失去电子较难,Mn2+失去电子比Fe2+难,杂化类型的判断:杂化轨道数等于价层电子对数,需要判断价层电子对数,如果是有机物,碳原子没有孤电子对,只要判断σ键即可,难点是晶胞计算,首先确认晶胞的质量,利用N×M/NA,然后求出晶胞的体积,注意单位的换算,最后利用密度的定义即可。  
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地下水受到硝酸盐污染已成为世界范围内一个相当普遍的环境问题。用零价铁去除水体中的硝酸盐(NO3-)是地下水修复研究的热点之一。

(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

作负极的物质是___________;正极的电极反应式是_____________

(2)将足量铁粉投入水体中,测定NO3-去除率和pH,结果如下:

在pH =4.5的水体中,NO3-的去除率低的原因是_____________

(3)为提高pH =4.5的水体中NO3-的去除率,某课题组在初始pH =4.5的水体中分别投入①Fe2+、②Fe、③Fe和Fe2+做对比实验结果如图:

此实验可得出的结论是____,Fe2+的作用可能是_________。(2)中NO3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因______________

(4)地下水呈中性,在此条件下,要提高NO3-的去除速率,可采取的措施有_______。(写出一条)

 

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硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿( PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下:

已知:(i) PbCl2 (s)+2C1-(aq)=PbCl42-(aq)  △H>0

(ii)有关物质的Ksp和沉淀时的pH如下:

物质

Ksp

物质

开始沉淀时pH

完全沉淀时pH

PbSO4

1.0×10-8

Fe(OH)3

2.7

3.7

PbCl2

1.6×10-5

Pb(OH)2

6

7.04

 

 

(1)步骤I反应加入盐酸后可以观察到淡黄色沉淀生成,请写出的离子方程式___________

(2)用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因____________

(3)在上述生产过程中可以循环利用的物质有______________

(4)写出步骤Ⅲ中PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式________________

(5)铅的冶炼、加工会使水体中重金属铅的含量增大造成严重污染。某课题组制备了一种新型脱铅剂(用EH表示),能有效去除水中的痕量铅,脱铅过程中主要发生的反应为:2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+。则脱铅的最合适的pH范围为____(填编号)

A.45    B.67    C.910    D.1112

(6)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KC1混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb

①放电过程中,Li+向_______移动(填“负极”或“正极”)。

②负极反应式为_____________

③电路中每转移0.2mol电子,理论上生成_________g Pb。

 

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氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的热点。

(1) NaBH4是一神重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为_________,反应消耗1molNaBH4时转移的电子数目为___________

(2) H2S热分解可制氢气。反应方程式:2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)  △H;在恒容密闭容器中,测得H2S分解的转化率(H2S起始浓度均为c mol/L)如图1所示。图l中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。

①△H ______0(填“>”“<”或“=”);

②若985℃时,反应经t min达到平衡,此时H2S的转化率为40%,则t min内反应速率v(H2)=_____(用含c、t的代数式表示);

③请说明随温度升高,曲线b向曲线a接近的原因____________

(3) 使用石油裂解的副产物CH4可制取H2,某温度下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4(g)和0.60molH2O(g)的浓度随时间的变化如下表所示:

①写出此反应的化学方程式_________,此温度下该反应的平衡常数是_________

②3 min时改变的反应条件是_________(只填一种条件的改变)。

③一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。则P1_________P2填“>”、“<”或“=“)。

 

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H、N、O、Na、S、Cl都是中学化学中的常见元素,根据题意回答与这些元素有关的问题:

(1)画出Na原子结构示意图_______,Na2O2可用作供氧剂,其电子式为_______

(2)Cl2是一种大气污染物,装有液氯的钢瓶上应贴的标签是_______(填编号)。

氯气泄漏可用NaHSO3溶液来处理,写出相关的离子反应方程式_____________

(3)25C时,利用pH试纸测得0.1mol/L氨水的pH约为11,则可以估算出氨水的电离常数约为_____;向10mL此溶液中通入少量氨气,忽略溶解过程中溶液温度和体积的微小变化,溶液中_______(填“增大” “减小”或“无法确定”)。

(4)有两种化合物同时含有上述六元素中的四种元素。将这两种化合物的溶液混合后,恰好完全反应,生成物之一M仍含有这四种元素,该反应的离子方程式为______________。若M溶液的pH =5,则由水电离出的c(H+)=_______mol/L,该溶液离子浓度由大到小的顺序为___________

 

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常温下向10mL0.1mol/L的HR溶液中逐渐滴入0.1mol/L的NH3·H2O溶液, 所得溶液pH及导电性变化如图。下列分析不正确的是

A.a~b点导电能力增强,说明HR为弱酸

B.b点溶液pH=7,说明NH4R没有水解

C.c点溶液存在c(NH4+)>c(R-)、c(OH-)>c(H+)

D.b~c任意点溶液均有c(H+)×c(OH-)=Kw=1.0×10-14

 

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