(A)(13分)在晶体中,微观粒子是有规律排布的。而实际上的晶体与理想结构或多或少会产生偏离,这种偏离称为晶体的缺陷。由于晶体缺陷,氧化铁FexO中的x常常不确定。
(1)请写出铁原子基态电子排布式 。
(2)Fe2+与Fe3+相比,较稳定的是 ,请从二者结构上加以解释 。
(3)硫氰根离子和异硫氰根离子都可用SCN-表示,碳原子都处于中央,则碳原子的轨道杂化类型为 。其中异硫氰根离子与CO2是等电子体,异硫氰根离子的电子式为 。Fe3+与SCN―可以形成配位数1~6的配离子,若Fe3+与SCN―以个数比1:5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为 。
(4)如图:铁有δ、γ、α三种同素异形体,三种晶体在不同温度下能发生转化。下列说法不正确的是
A.γ-Fe晶体中,铁原子的配位数为12
B.δ-Fe晶体和α-Fe晶体都是非密置在三维空间堆积而成的,堆积后非密置层都保持原来的结构不变
C.三种晶体的空间利用率大小为:γ-Fe晶体>δ-Fe晶体>α-Fe晶体
D.三种晶胞的棱长之比为: 3
(5)FexO有NaCl结构的晶胞。今有某种FexO晶体中就存在如图所示的缺陷,其密度为5.71 g·cm-3,晶胞棱长为a=4.28×10-8cm(已知:4.283=78.4),则x= 。
如图中,A、B、C、D、E是单质,G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物,已知:
①反应C+GB+H能放出大量的热,G是红综色固体粉末;
②I是一种常见的温室气体,它和E可以发生反应:2E+I2F+D,F中的E元素的质量分数为60%.
回答问题:
(1)①中反应的化学方程式为____________________________________
(2) 1.6gG溶于盐酸,得到的溶液与铜粉完全反应,至少需要铜粉_______克
(3) C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为________________________,反应后的溶液与过量的化合物I反应的离子方程式为________________________________
(4) E与I反应的化学方程式为__________________________________
(5) 写出H物质在工业上的一种用途_____________。
(6)将一定量的B完全溶于过量盐酸中,然后通入0.005mol Cl2,再加入0.01mol重铬酸钾晶体(K2Cr2O7),恰好使溶液中B2+全部转化为B3+,铬元素本身被还原为+3价铬离子。通过计算确定原B的物质的量为()
A.0.01molB.0.03mol C.0.04mol D.0.07mol
(13分)三氟化氮(NF3)是一种无色,无味的气体,它是微电子工业技术的关键原料之一,三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有:HF、NO和HNO3,请根据要求回答下列问题:
(1)反应过程中,被氧化与被还原的元素原子的物质的量之比为__________.
(2)写出该反应的化学方程式____________________________________________.
若反应中生成0.2 mol HNO3,转移的电子数目为________个.
(3) 三氟化氮可由氨气和氟气反应得到:4NH3+3F2=NF3+3NH4F ,据题意推测 NF3、F2、NO三种气体中,氧化性由弱到强的顺序为____________________
(4)NF3是一种无色、无臭的气体,但一旦NF3在空气中泄漏,还是易于发现.你判断该气体泄漏时的现象是___________________________________________________.
(5)一旦NF3泄漏,可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染,其产物除NaNO2、NaF、H2O外,还肯定有____________________________(填化学式).
某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材(必修加选修)中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 |
Al |
Al2O3 |
Fe |
Fe2O3 |
熔点/℃ |
660 |
2054 |
1535 |
1462 |
沸点/℃ |
2467 |
2980 |
2750 |
- |
I.(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答:_________________(填“合理”或“不合理)
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是______________,反应的离子方程式为_________________________________。
(3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是____________(填序号)。
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
II.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题:
(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为________________。
(2)在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式_______________;
上述现象说明溶液中_________________结合OH-的能力比_______强(填离子符号)。
(3) B与A的差值为_________mol。B点对应的沉淀的物质的量为________mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为___________mL
铜合金是人类使用最早的金属材料,铜在化合物中的常见化合价有+l、+2。已知Cu2O与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入1 L 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2240 mL NO气体(标准状况)。请回答下列问题:
(1)写出Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式 。
(2)若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为 。
(3)若混合物中含0.1 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,至少消耗H2SO4的物质的量为 。
(4)若混合物中Cu的物质的量为n mol,则n的取值范围为 。
(5)科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。当收集的N2体积为 3.36L(已换算为标准状况)时,可制备纳米级Cu2O的质量为 ;
海水中不仅含有丰富的非金属元素资源,(如Cl,Br,I等),还含有丰富的金属元素资源(如Na,Mg,Fe,Cr等),
(1)海水晒盐的原理是:;与Na,Cl同周期,且简单离子半径最小的离子结构示意图:(2)晒出的粗盐常混有MgSO4,CaSO4等杂质,为了得到精制盐,则提纯过程操作步骤和加入试剂的顺序是:;(填序号)
①加稀HCl滤液至酸性,②过滤除去杂质,③加过量NaOH溶液,④加过量Na2CO3溶液⑤加过量BaCl2溶液⑥溶解,⑦蒸发结晶;
(3)晒盐得到的母液(盐卤)中含有丰富的镁元素,但其中常混有Fe2+,Cr3+等,为富集镁使其转化力MgCl2晶体。
有关资料:
M(OH)n |
pH |
|
开始沉淀 |
沉淀完全 |
|
Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Mg(OH)2 |
9.5 |
11.0 |
Cr(OH)3 |
4.3 |
5.0 |
为了有效除去杂质离子,又不引入新的杂质离子,且能满足“绿色化学理念”,
则最佳试剂选择和操作是:
①先加;目的是;
②再加;目的是 ;
③过滤后,为能得到纯净Mg Cl2晶体,采用的操作方法是:;