(共18分)
(Ⅰ)无机盐A是医学上常用的镇静催眠药,由两种元素组成。将其溶于水,通入适量黄绿色气体B,然后向反应后的溶液中加入四氯化碳并振荡、静置,溶液分层,下层液体呈橙红色。分液后取上层溶液,经元素分析,溶质为漂白粉的主要成分之一,往此溶液通入CO2和NH3可获得纳米材料E和铵态氮肥F。
(1)无机盐A中阳离子的结构示意图 。
(2)工业上制取漂白粉的化学反应方程式 。
(3)CO2和NH3两气体中,应该先通入溶液中的是 (填化学式),写出制备E和F的离子反应方程式
(Ⅱ)某研究小组为了探究一种浅绿色盐X(仅含四种元素,不含结晶水,M(X)﹤908 g·mol-1)的组成和性质,设计并完成了如下实验。
取一定量的浅绿色盐X进行上述实验,充分反应后得到23.3g白色沉淀E、28.8g红色固体G和12.8g红色固体H。
已知:(1)浅绿色盐X在570℃、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应。
(2)常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子
请回答如下问题:
(1)写出B分子的电子式 。
(2)已知G溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的离子方程式为 。
(3)X的化学式是 ,在隔绝空气、570℃温度下加热X至完全分解的化学反应方程式为 。
(4)一定条件下,NH3与黑色固体C发生氧化还原反应得到红色固体和气体丙(丙是大气主要成分之一),写出一个可能的化学反应方程式 ,设计一个实验方案探究 红色固体的成分 。
钾、镁、氟、硼等元素在每升海水中的含量都大于1毫克,属于海水中的常量元素。
(1)钾、镁、氟、硼电负性从大到小的排列顺序是。
(2)镓与硼同主族,写出镓元素原子的价电子排布式(即外围电子排布式):。
(3)用价层电子对互斥模型推断BF3和NF3的空间构型分别为、。
(4)钾、镁、氟形成的某化合物的晶体结构为K+在立方晶胞的中心,Mg2+在晶胞的8个顶角,F-处于晶胞的棱边中心。由钾、镁、氟形成的该化合物的化学式为,每个K+与个F-配位。
研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题:
(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是,
C60和金刚石都是碳的同素异形体,二者相比,熔点高的是,原因是。
(2)A、B均为短周期金属元素,依据表中数据,写出B的基态原子的电子排布式:。
电离能/(kJ·mol-1) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
932 |
1 821 |
15 390 |
21 771 |
B |
738 |
1 451 |
7 733 |
10 540 |
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般地,d0或d10排布无颜色,d1~d9排布有颜色。如[Co(H2O)6]2+显粉红色。据此判断:[Mn(H2O)6]2+(填“无”或“有”)颜色。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。
①COCl2分子的结构式为,每个COCl2分子内含有个σ键,个π键,其中心原子采取杂化轨道方式。
②Fe(CO)5在一定条件下发生分解反应:Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g)。反应过程中,断裂的化学键只有配位键,则形成的化学键类型是。
下表为周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
试填空。
(1)写出上表中元素I的基态原子的电子排布式和价层电子排布图:。
元素C、D、E、F的第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示)。
(2)元素A分别与C、D、E形成最简单的常见化合物分子甲、乙和丙。下列有关叙述不正确的有。
A.甲、乙和丙分子的空间构型分别为正四面体形、三角锥形、V形
B.甲、乙和丙分子中,中心原子均采取sp3的杂化方式
C.三种分子中键角由大到小的顺序是丙>乙>甲
D.甲、乙和丙分子均为由极性键构成的极性分子
(3)由元素J、C、E组成一种化学式为J(CE)5的配位化合物,该物质常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂。据此可判断:
①该化合物的晶体类型为。
②该化合物的晶体中存在的作用力有。
A.离子键
B.极性键
C.非极性键
D.范德华力
E.氢键
F.配位键
③根据共价键理论和等电子体理论分析,CE分子中σ键与π键的数目比为。
(4)在测定A与F形成的化合物的相对分子质量时,实验测得的值一般高于理论值的主要原因是。
(5)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如表中元素G与元素B,原因是。
在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替),可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Al+3CO2↑+9H2O。根据题意完成下列填空:
(1)冰晶石的化学式为,含有离子键、等化学键。
(2)生成物中含有10个电子的分子是(写分子式),该分子的空间构型为,中心原子的杂化方式为。
(3)反应物中电负性最大的元素为(填元素符号),写出其原子最外层的电子排布图:。
(4)Al单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
若已知Al的原子半径为d,NA代表阿伏加德罗常数,Al的相对原子质量为M,则一个晶胞中Al原子的数目为;Al晶体的密度为(用字母表示)。
有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子: Fe2+、Mg2+、Al3+、Ba2+、、
、Cl-、I-、
,取该溶液进行实验:
实验步骤 |
实验现象 |
(1)取少量该溶液,加几滴紫色石蕊试液 |
溶液变红 |
(2)取少量该溶液加热,加Cu片和浓H2SO4,加热 |
有无色气体产生,气体遇空气变成红棕色 |
(3)取少量该溶液,加BaCl2溶液 |
有白色沉淀 |
(4)取(3)中上层清液,加AgNO3溶液 |
有白色沉淀,且不溶于稀HNO3 |
(5)取少量该溶液,加NaOH溶液 |
有白色沉淀,NaOH过量时沉淀部分溶解 |
由此判断:
(1)溶液中肯定不存在的离子有,溶液中肯定存在的离子是。
(2)请设计实验验证其中可能存在的阴离子的方法(写明操作、现象、结论)。