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【题目】[化学——选修3:物质结构与性质]

(1)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:

电离能(KJ/mol)

I1

I2

I3

I4

A

932

1821

15399

21771

B

738

1451

7733

10540

①某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如下图所示,该同学所画的电子排布图违背 ,B元素位于周期表五个区域中的 区。

②ACl2分子中A的杂化类型为 ,ACl2的空间构型为 。

(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。

①以体心立方堆积形成的金属铁中,其原子的配位数为 。

②写出一种与CN-互为等电子体的单质的电子式 。

③六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4-中不存在 。

A.共价键

B.非极性键

C.配位键

D.σ键

E.π键

(3)一种Al-Fe合金的立体晶胞如右图所示。请据此回答下列问题:

①确定该合金的化学式 。

②若晶体的密度=ρ g/cm3,则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离(用含ρ的代数式表示,不必化简)为 cm。

【答案】(1)①能量最低原理;s ;②sp杂化 ;直线形

(2)①8;②;③B;

(3)①Fe2Al;②;

【解析】

试题(1)①根据能量最低原理,电子总是优先占据能量低的轨道,而该同学所画的电子排布图中3s轨道未排满就去排布3p轨道,所以违背了能量最低原理;根据B的电离能的数据可知,B元素是+2价金属,所以属于第二主族元素,位于元素周期表的s区,为Mg元素;

②根据表中数据可知A也是第二主族元素,因为A、B都是短周期元素,B是Mg,则A只能是Be元素,在BeCl2中,Be的价层电子对数是,所以Be原子是sp杂化;分子为直线型分子;

(2)①以体心立方堆积形成的金属铁中,其原子的配位数为8;

②CN—中含有2个原子、10个价电子,所以与其互为等电子体的单质中含有2个原子、10个价电子,该分子式是N2,电子式为;

③六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4—中,C与N原子之间是极性共价三键,所以存在σ键 和π键,CN与Fe原子之间是配位键,但不存在非极性键,所以答案选B;

(3)①根据均摊法,该晶胞中Fe原子的个数是8×1/8+6×1/2+12×1/4+1=8,Al原子全部位于体内,共4个Al原子,所以该晶胞中Fe与Al的原子个数比是2:1,其化学式是Fe2Al;

②此合金中最近的两个Fe原子之间的距离为晶胞棱长的一半,设晶胞的棱长为xcm,则4×139/NA/a3=ρ ,所以a=,则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离为a/2=。

【考点地位】本题主要是考查晶体判断、核外电子排布、共价键、配位键、晶胞结构和计算等

【名师点晴】金属元素占元素总数的4/5, Fe、Al、Cu是日常生活、生产中用途广、用量大的常见金属。只有认识、了解和掌握金属元素的原子结构、晶体结构和性质,才能更好的发挥金属及合金材料的作用,发挥它的应用范围。通过晶胞中原子个数的计算和金属晶体的密度计算来考查考生的计算能力和应用知识解决问题的能力。考查了学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。本题的解题要点为:掌握物质的性质、元素的原子序数、原子核外电子排布、原子的杂化、晶体的类型、晶体结构、晶体密度的计算方法。然后对各个问题进行逐一解答。难点也恰恰是晶胞的结构分析、判断与计算,注意均摊法和数学知识的迁移灵活应用。

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【题目】已知铅蓄电池放电时的原电池反应:PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。关于铅蓄电池的下列说法中正确的是( )

A. 放电时的正极反应式是Pb+SO42--2e-===PbSO4

B. 放电时电池的负极材料是铅板

C. 充电时,电池中硫酸的浓度不断变小

D. 充电时,铅板发生氧化反应

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A.A和 B形成的化合物可作为耐火材料

B.A和C的氢化物的沸点:C>A

C.简单离子半径:E<D<C

D.E和D形成的化合物的电子式:

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【题目】已知硫酸钠晶体()的物质的量为1.5mol,请计算填空:

(1)所含钠离子的物质的量是________,钠离子的数目是________。

(2)所含硫酸根离子的物质的量是________,所含氧原子的数目是________。

(3)硫酸钠晶体()是_______________________(填“纯净物”或“混合物”)

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【题目】常温下,BaCO3的溶度积常数为Ksp,碳酸的电离常数为Ka1、Ka2,关于0.1mol/LNaHCO3溶液的下列说法错误的是

A.溶液中的c(HCO3-)一定小于0.1 mol/L

B.c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)

C.升高温度或加入NaOH固体, 均增大

D.将少量该溶液滴入BaCl2溶液中,反应的平衡常数

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【题目】硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O2 2SO3的说法不正确的是

A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫

B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为零

C.一定条件下,向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,则从反应开始到达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等

D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题

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【题目】某温度时,在2 L密闭容器中,三种气态物质X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:

(1)该反应的化学方程式为___________________________。

(2)反应开始至2 min,用Y表示的平均反应速率为_________,X的转化率为________。

(3)在一定温度下,下列情况可作为上述反应达到反应限度的标志的是_______。

A.X、Y、Z的浓度相等

B.X、Y、Z的分子数比为3︰1︰2

C.Z的生成速率是Y的生成速率的二倍

D.单位时间内生成n mol Y,同时生成3n mol X

(4)在密闭容器里,通入a mol A(g)和b mol B(g),

发生反应A(g)+ B(g)= 2C(g),当改变下列条件时,会加快反应速率的是________(填序号)。

①降低温度

②保持容器的体积不变,充入氦气

③加入催化剂

④保持容器的体积不变,增加A(g)的物质的量

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【题目】钴元素由于其良好的物理化学性质,被广泛应用于生产生活中。从含钴废料(含CoO、Co2O3、单质Al、Li等)中制取粗CoCl2·6H2O的流程如下所示。

请回答下列问题:

(1)步骤I中主要发生的化学反应方程式为______。

(2)已知Co2O3具有强氧化性,若步骤II中浸出剂为盐酸,造成的后果是_______。

(3)步骤Ⅲ中①的目的是除去Al3+,写出该步反应的离子方程式______。

(4)若在实验室煅烧CoCO3,所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外,还有______、______(填仪器名称)。

(5)操作①是在HCl氛围中进行的,其步骤是______、_____、过滤、洗涤、干燥。洗涤过程中可以用工业酒精代替水,其优点是_____。

(6)某同学用标准硝酸银溶液滴定未知浓度的CoCl2溶液,下列可作为指示剂的是____(填选项,忽略亚钴离子的颜色干扰)

A.KCl B.KSCN C.K2CrO4 D.K2S

已知几种物质在20℃时的颜色及Ksp值如下表

化学式

AgCl

AgSCN

Ag2S

Ag2CrO4

颜色

白色

浅黄色

黑色

红色

Ksp

2.0×10-10

1.0×10-12

2.0×10-48

2.0×10-12

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【题目】亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯品为棱形结晶,溶于硫酸,遇水易分解,常用于制染料。SO2和浓硝酸在浓硫酸存在时可制备NOSO4H,反应原理为:SO2 + HNO3 = SO3 + HNO2、SO3 + HNO2 = NOSO4H。

(1)亚硝酰硫酸(NOSO4H)的制备。

①仪器I的名称为______________,打开其旋塞后发现液体不下滴,可能的原因是_________________。

②按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为__________________(填仪器接口字母,部分仪器可重复使用)。

③A中反应的方程式为___________。

④B中“冷水”的温度一般控制在20℃,温度不宜过高或过低的原因为________。

(2)亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯度的测定。

称取1.500 g产品放入250 mL的碘量瓶中,并加入100.00 mL浓度为0.1000 mol·L-1的KMnO4标准溶液和10 mL 25%的H2SO4,摇匀;用0.5000 mol·L-1的Na2C2O4标准溶液滴定,滴定前读数1.02 mL, 到达滴定终点时读数为31.02 mL。

已知:i:□KMnO4 + □NOSO4H + □______ = □K2SO4 + □MnSO4 + □HNO3 + □H2SO4

ii:2KMnO4 + 5Na2C2O4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 +10CO2↑+ 8H2O

①完成反应i的化学方程式:_____________

□KMnO4 + □NOSO4H + □______ = □K2SO4 + □MnSO4 + □HNO3 + □H2SO4

②滴定终点的现象为____________________。

③产品的纯度为__________________。

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