Mn、Fe均为第四周期过渡元素,两元素的部分电离能数据列于下表:
元素 |
Mn |
Fe |
|
电离能 /kJ·mol-1 |
I1 |
717 |
759 |
I2 |
1 509 |
1 561 |
|
I3 |
3 248 |
2 957 |
回答下列问题:
(1)Mn元素基态原子的价电子排布式为________,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此,你的解释是____________________________________________________________。
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是________;②六氰合亚铁离子[Fe(CN)64-]中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是________,写出一种与CN-互为等电子体的单质分子的结构式________。
(3)三氯化铁常温下为固体,熔点282 ℃,沸点315 ℃,在300 ℃以上易升华。据此判断三氯化铁晶体为________。
(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。
有效地利用现有新能源和开发新能源已受到各国的重视。
(1)工业上可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如,加入CH30C(CH3)3,来生产无铅汽油”。 H3COC(CH3)3分子必存在的原子间连接形式有。(填写编号,多选不得分)
①>C=0 ②>C=C< ③ ④
(2)天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便,将成为我国西部开发的重点之一,天然气常和石油伴生,其主要的成分是甲烷。能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是。(填写编号)
①其一氯取代物不存在同分异构体 ②其二氯取代物不存在同分异构体
(3)1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,乘员12人,以50km/h行驶了40km。为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发又较经济的制氢方法是
①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水
(4)其次,制得纯氢气后,还需要解决的问题是。(写出其中的一个)
(10分)原子序数之和为16的三种短周期元素的单质X、Y、Z,常温常压下均为无色气体,在适当条件下X、Y、Z之间可以发生如图所示的变化。
已知B分子组成中Z原子个数比C分子中少一个。
请回答下列问题:
(1) 元素X位于周期族
(2) 元素Y的原子结构示意图
(3) 用电子式表示B的形成过程:
(4) B与C的稳定性大小顺序为(用化学式表示)
(5) C与X在一定条件下生成化合物A的化学方程式
(10分)(1)下面列出了几组物质,请将物质的合适组号填写在空格上。
同位素同素异形体同分异构体同一种物质。
①金刚石与“足球烯”C60;②D与T;
(2)写出下列反应方程式并注明反应类型
①②
CH2=CH2 → CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3
①反应类型
②反应类型
原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素,原子序数均小于36。已知X、Y和Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:
电离能/kJ·mol—1 |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
X |
496 |
4562 |
6912 |
9543 |
Y |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
Z |
578 |
1817 |
2745 |
11578 |
(1)X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为(用元素符号表示),元素Y的第一电离能大于Z的原因是。
(2)W元素应用广泛,是一种重要的生物金属元素,如人体内W元素的含量偏低,则会影响O2在体内的正常运输。已知W2+与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成配合物,其配离子结构如图所示。
①W元素基态原子价电子排布式为。
②已知CN—与分子互为等电子体,1molCN—中键数目为。
③上述沉淀溶解过程的化学方程式为。
利用染化厂的废料铁泥(主要成分是Fe2O3、FeO和铁)制备可用于隐形飞机涂层的纳米四氧化三铁的生产流程为:
请回答:
(1)过程①主要反应的离子方程式为。
(2)已知氢氧化亚铁的Ksp=4.87×10-17,氢氧化铁的Ksp=2.6×10-39。
当溶液中某离子浓度不高于1×10-5 mol·L-1时,可以认为该离子已经完全沉淀。通过计算所得数据说明过程②调节pH=9的原因是。
(3)物质D的主要产物中铁、氢、氧三种元素的质量比为56∶1∶32,则过程③主要反应的化学方程式为。
(4)已知Fe2+在弱碱性溶液中还原性较强,图11是研究过程④的实验所得,则该反应所需的时间控制在小时左右,较为适宜。
(5)某工厂处理废铁泥(测得铁元素含量为16.8 %)的能力为10吨/小时,生产纳米四氧化三铁的产量为4.64吨/小时。如不考虑过程④以后生产中Fe2+的氧化,则该工厂每小时消耗铁粉的质量为千克。