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【题目】Fe、Co、Ni均为第Ⅷ族元素,它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。

(1)基态Co原子的价电子排布式为____________

(2)已知HN3是一种弱酸,其在水溶液中的电离方程式为HN3H++N3-,与N3-互为等电子体的一种分子为:_______,N3-离子杂化类型为___________。

(3)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中,Co3+ 的配位数是___________,1mol该配离子中所含σ键的数目为____,配位体NH3的空间构型为:___________ 。

(4)某蓝色晶体中,Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点,而立方体的每条棱上均有一个CN-,K+位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为____________,立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是_____________。

(5)NiO的晶体结构如下图所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为_______________。

(6)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如下图),已知O2-的半径为a pm,每平方米面积上分散的该晶体的质量为__________g(用含a、NA的代数式表示)。

【答案】3d74s2 CO2 sp 6 23NA 三角锥形 KFe2(CN)6 正四面体形 (1,1/2,1/2) (或)

【解析】

第(2)问,原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体;第(6)问,求每平方米面积上分散的该晶体的质量,先由图中几何关系求出每个氧化镍所占的面积,进而求出每平方米含有的氧化镍个数,再用每个氧化镍的质量乘以每平方米含有的氧化镍个数可求。注意单位的换算。

(1)CO原子的核电荷数为27,基态Co原子的价电子排布式为3d74s2;

(2)与N3-互为等电子体的一种分子为:CO2。杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键的数目,所以N3-中心氮原子孤电子对数为0,σ键的数目为2,所以杂化轨道数为2,故N3-离子杂化类型为sp;

(3)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中,氨气分子和N3-中氮原子中有孤电子对,能够与Co+形成配位键,共有5个氨分子和1个N3-离子,Co3+的配位数是6。5 mol氨气分子提供σ键为15mol,1 mol N3-中含有σ键2 mol,形成配位键有6 mol,则1mol该配离子中所含σ键的数目为23NA。配位体NH3的空间构型为:三角锥形;

(4)Fe2+、Fe3+占据立方体的互不相邻的顶点,则每个立方体上有4个Fe2+、4个Fe3+,根据晶体的空间结构特点,每个顶点上的粒子有1/8属于该立方体,则该立方体中有1/2个Fe2+、1/2个Fe3+,CN-位于立方体的棱上,棱上的微粒有1/4属于该立方体,该立方体中有3个CN-,所以该晶体的化学式为 [FeFe(CN)6]-,由于物质呈电中性,所以需要一个钾离子与之结合,所以该晶体的化学式为KFe2(CN)6;立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是正四面体形;

(5)NiO的晶体中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则由图可看出C离子坐标离x为1,离y为1/2,离z为1/2,则C离子坐标参数为(1,1/2,1/2);

(6)根据结构知,氧离子和相邻的镍离子之间的距离为2a,距离最近的两个阳离子核间的距离是距离最近的氧离子和镍离子距离的倍,所以其距离是2 am;根据图片知,每个氧化镍所占的面积=2a m×2a m×sin60°×10-24,则每平方米含有的氧化镍个数=1/(2a m×2a m×sin60°×10-24)= ×1024;每个氧化镍的质量= g,所以每平方米含有的氧化镍质量=(或)g。

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【题目】有丙炔和氢气的混合气体5L,在催化剂作用下,经充分反应后得到的气体的体积为V(所有体积均在同温同压下测定)。

(1)若将上述5L气体在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水,消耗同温同压下氧气的体积V(O2)为___(取值范围)。

(2)若氢气的体积为1L,反应后的体积V=___L。

(3)若氢气在混合气体中的体积分数为x,试用x表示反应后的体积V=___。

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【题目】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。现有一定量的铝粉和铁粉的混合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溶液,所加NaOH溶液的体积与产生沉淀的物质的量关系如下图所示,下列说法不正确的是

A.稀硝酸与铝粉、铁粉反应,其还原产物为硝酸铵

B.c点对应溶液的体积为

C.b点与a点的差值为

D.样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为

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【题目】甲醇又称“木醇”,是无色有酒精气味易挥发的有毒液体。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。

(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O (g) △H=Q1kJ·mol-1

又查资料得知:①CH3OH(l)+1/2 O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H=Q2kJ·mol-1

②H2O(g)=H2O(l) △H= Q3kJ·mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为______。

某同学设计了一个甲醇燃料电池,并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图:

(2)为除去饱和食盐水中的铵根离子,可在碱性条件下通入氯气,反应生成氮气。该反应的离子方程式为___________________________________。

(3)过量氯气用Na2S2O3除去,反应中S2O32-被氧化为SO42-。若过量的氯气为1×10-3mol,则理论上生成的SO42-为_____________mol。

(4)写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式______________________。

(5)理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(已换算成标准状况下的体积),写出在t1后,石墨电极上的电极反应式____________,原混合溶液中 NaCl的物质的量浓度为___________mol/L。(设溶液体积不变)

(6)当向上述甲装置中通入标况下的氧气336mL时,理论上在铁电极上可析出铜的质量为_____________g。

(7)若使上述电解装置的电流强度达到5.0A,理论上每分钟应向负极通入气体的质量为_____________克。(已知1个电子所带电量为1.6×10-19C,计算结果保留两位有效数字)

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【题目】锂离子电池又称为“摇摆电池”,广泛使用于电动自行车等,其充放电过程就是锂离子的嵌入和脱嵌过程(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,负极用插入或脱插表示),即充放电过程就是锂离子在正、负极间往返运动而形成电流。其装置结构简图如图所示(电解液为溶有LiPF6的碳酸酯类溶剂,隔膜为仅有锂离子能通过的高分子膜),工作原理为C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表过渡元素),则下列说法错误的是(  )

A.电池放电时,正极为石墨

B.锂离子电池的优点是质量小,电容量大,可重复多次使用

C.电池充电时阳极的反应为LiMO2-xe-=Li(1-x)MO2+xLi+

D.锂离子电池的电解液不能是水溶液,因为锂是活泼金属,能与水反应

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【题目】对-甲基苯甲酸乙酯(F)是有机化工原料,用于合成药物的中间体,某兴趣小组利用中学的简单有机物进行合成,其方案如下:

(1)A的结构简式是______________,E中含有的官能团名称是_____________。

(2)C是芳香烃,核磁共振氢谱显示有四种峰,C的结构简式是_____________。

(3)指出化学反应类型:①_______________;②_______________。

(4)丁子香酚( )是一种重要的调味剂,它与F的关系是____________。

a. 同系物 b. 同分异构体 c. 同种物质

(5)下列物质不能与丁子香酚发生反应的是____________。

a. NaOH溶液 b. NaHCO3溶液 c. Br2的四氯化碳溶液 d. 乙醇

(6)写出反应③的化学方程式:___________________________________________。

(7)写出能同时满足下列条件F的同分异构体结构简式。_________________

a.与F有相同官能团 b.能发生银镜反应 c.苯环上只有一个取代基

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【题目】很多鲜花和水果的香味都来自酯的混合物。下图是乙烯等为原料制取乙酸乙酯的过程(部分产物和反应条件已略去)。

请回答下列问题:

(1)B的结构简式为______________。

(2)乙烯与水反应生成A的反应类型为______________。

(3)A与C反应生成乙酸乙酯的化学方程式为__________,其反应类型为__________。

(4)实验室可用如图装置制取乙酸乙酯。

①在试管a中加好相关试剂后,还需要加入2—3块的碎瓷片,其作用是__________。

②试管b中盛有饱和碳酸钠溶液,生成的乙酸乙酯在该溶液的_______(填“上”或“下”)层,用分液的方法分离出该产品所需的主要仪器是________。试管b中的导管口应在液面上方而不伸入到液面以下,其原因是______________。

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【题目】将相同的物质的量浓度的某弱酸HX溶液与NaX溶液等体积混合后,测得混合后溶液中c(Na+)>c(X-),则下列关系错误的是(  )

A.c(H+)<c(OH-)B.c(HX )<c(X-)

C.c(X-)+c(HX)=2c(Na+)D.c(X-)-c(HX)=2[c(H+)-c( OH-)]

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【题目】青蒿酸是合成青蒿素的原料,可以由香草醛合成:

下列叙述正确的是( )

A.青蒿酸分子C15H14O2

B.在一定条件,香草醛可与HCHO发生缩聚反应

C.两种物质分别和H2反应,最多消耗H2 依次为4 mol和3 mol

D.可用FeCl3溶液或NaHCO3溶液鉴别化合物香草醛和青蒿酸

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