、、、为原子序数依次增大的四种元索,和具有相同的电子构型;、 为同周期元索,核外电子总数是最外层电子数的3倍;元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是(填元素符号),其中原子的核外电子排布式为。
(2)单质有两种同素异形体,其中沸点高的是(填分子式),原因是;和的氢化物所属的晶体类型分别为和。
(3)和反应可生成组成比为1:3的化合物, 的立体构型为,中心原子的杂化轨道类型为。
(4)化合物的立体构型为,中心原子的价层电子对数为,单质D与湿润的反应可制备,其化学方程式为。
(5)和能够形成化合物,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,=0.566, 的化学式为:晶胞中 原子的配位数为;列式计算晶体F的密度()。
(12分)【化学一物质结构与性质】
已知A、B、C、D均为前四周期元素且原子序数依次增大,元素A的基态原子2p轨道有3个未成对电子,元素B的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,元素C的一种常见单质为淡黄色粉末,D的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为l。
(1)在第2周期中,第一电离能大于B的元素有____种。
(2)A的最简单气态氢化物分子的空间构型为________;H2B在乙醇中的溶解度大于H2C,其原因是_______。
(3)AB3,中,A原子轨道的杂化类型是_______ ,与AB3互为等电子体微粒的化学式
为________(写出一种即可)。
(4)D(OH)2难溶于水,易溶于氨水,写出其溶于氨水的离子方程
式_______.
( 5)D2B的晶胞如图所示,已知晶体的密度为 ,阿伏加德罗常数为
,则晶胞边长为_______cm(用含
、
的式子表示)。
(18分)NOx、SO2是主要的大气污染物,科学处理这些污染物对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-867kJ•mol-1
则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=kJ•mol-1。
(2)利用氧化氮氧化物的流程如下:
写出反应Ⅱ的化学方程式 ___________________;已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl,若反应I中转移0.5mol电子,则反应Ⅱ中可生成N2的体积
为_________L(标准状况下)。
(3)常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡_________移动(填“向左”、“向右”或“不”);试计算溶液中 。
(常温下H2SO3的电离常数:)
(4)利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气,其流程如下图所示。
①简述用Fe2(SO4)3晶体配制溶液A的方法__________________。
②假设反应过程中溶液的体积不变,A、C两溶液的pH大小关系为:pH___pH
。(填
“>”、“=”或“<”)。
③设计实验验证溶液B是否仍具有处理废气的能力,简述实验的操作、现象和结论_____________________________________________________________________________。
(17分)金属镍具有优良的物理和化学特性,是高技术产业的重要原料。
(1)羰基法提纯镍涉及的反应为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)
①当温度升高时,减小,则H0(填“>”或“<”)。
②一定温度下,将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________(填代号)。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数(填“增大”、“不变”或“减小”),反应进行3s后测得Ni(CO)4的物质的量为0.6mol,则0—3s内的平均反应速率v(CO)=____mol。
③要提高上述反应中CO的转化率,同时增大反应速率,可采取的措施为____________________(写出一条措施即可)。
(2)以NiS04溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是____________(填代号)。(已知氧化性:)
a.电解过程中,化学能转化为电能
b.粗镍作阳极,发生还原反应
c.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d.粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(3)工业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍。电解时,硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近,镍元素以Ni2+形态进入电解液中,如图所示。硫化镍与电源的____________(填“正极”或“负极”)相接。写出阳极的电极反应式________________。
(1)锂电池负极材料晶体为Li+嵌入两层石墨层中导致石墨堆积方式发生改变,上下层一样,形成如图晶体结构。
化学式为 ,该电池负极放电方程式为 。
Li+投影在石墨层图,试在图中标出与该离子邻近的其它六个Li+的投影位置。
Li+与相邻石墨六元环作用力属何种键型? 。
(2)石墨中键角为 ,C原子杂化方式为 ;实验测得石墨、苯和乙烯分子中C-C键键长依次为142、140、133 pm。请对上述系列中键长依次递减的现象作出合理的解释 。
(3)第ⅡA金属碳酸盐分解温度如下:
BeCO3 |
MgCO3 |
CaCO3 |
SrCO3 |
BaCO3 |
|
分解温度 |
100℃ |
540℃ |
960℃ |
1289℃ |
1360℃ |
写出BeCO3分解的化学方程式 。
分解温度为什么越来越高? 。
利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:
(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,②。
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为
。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3++Sn2++6Cl-=2Fe2++SnCl62-,
Sn2++4Cl-+2HgCl2=SnCl62-+Hg2Cl2↓,
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3+量(填“偏高”、“偏低”、“不变”,下同)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3+量。
(4)①可选用(填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是
(用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
Mn(OH)2 |
开始沉淀 |
2.7 |
3.8 |
7.5 |
9.4 |
8.3 |
完全沉淀 |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
9.8 |
实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
a. 氧化:;
b. 沉淀:;
c. 分离,洗涤; d. 烘干,研磨。