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【题目】钴(Co)有多种化合物.在高压条件下.采用钴碘催化循环法制备醋酸过程如图所示。

(1)一种锂钴复合氧化物晶体的结构如图所示,其化学式为___________。

(2)下图表示的总反应的化学方程式为______________________。

(3)基态Co原子的价电子排布图为______________。

(4)1个CH3COCo(CO)4分子中含有键的数目为______。与CO32—互为等电子体的一种分子的化学式为______________。

(5)CH4、CO2是合成CH3OH的基本原料。一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。 CH4与H2O形成的水合物晶体.俗称“可燃冰”。为开采深海海底的“可燃冰’,有科学家提出用以CO2换CH4的设想。已知下图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm.结合图表从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是___________。

【答案】LiCoO2 CH3OH+COCH3COOH 14 SO3 CO2的分子直径小于笼状空腔直径,且CO2与H2O的结合能大于CH4与H2O的结合能

【解析】

(1)由锂钴复合氧化物晶体的结构可知,Li离子在晶胞中6个位于中棱、4个位于上下棱、1个位于体内、2个位于测面心,Li离子个数为:6×1/3+4×1/4+1+2×1/2=5个, Co离子在晶胞中12个位于顶点、4个位于上下面心、4个位于上下棱,Co离子个数为:12×1/6+4×1/2+4×1/4=5个,O离子在晶胞中18个位于中棱、2个位于体内、4个位于测面心,Li离子个数为:18×1/3+2+4×1/2=10个, Li离子、Co离子和O离子个数比为5:5:10=1:1:2,化学式为LiCoO2,故答案为:LiCoO2;

(2)由图可知右边下面进去1mol的水,而上面又出来1mol的水,所以实际反应的是甲醇;左边上面进去1mol的水,而下面又出来1mol的水,参与反应的是一氧化碳,而生成的醋酸,所以总反应的方程式为:CO+CH3OHCH3COOH,故答案为:CO+CH3OHCH3COOH;

(3)Co是27号元素,核外电子数为27,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d74s2,价电子排布式为3d74s2,则其价电子排布图为:,故答案为:;

(4)CH3COCo(CO)4配位化合物中,中心原子Co与配体形成5个δ键,CH3CO中有5个δ键,4个CO中共有4个δ键,共有14个个δ键;CO32—的原子个数为3、价电子数为24,则与其具有相同原子个数和价电子数的等电子体分子为SO3,故答案为:SO3;

(5) 由表格可知:二氧化碳的分子直径小于笼状结构的空腔直径,即0.512<0.586,能顺利进入笼状空腔内,且二氧化碳与水的结合能力强于甲烷,即29.91>16.40,故答案为:CO2的分子直径小于笼状空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4。

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A. x-y=0.01mol B. 原溶液中c(Cl-)=0.75mol·L-1

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A. B.

C. D.

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【题目】铝是最重要的金属之一,铝及其化合物在生活中有广泛的用途。

(1)纳米铝粉可以作高效催化剂、导电膜层、高档金属颜料等。普通铝在空气中能稳定存在,而纳米铝粉在空气中能自燃,从影响反应速率的角度分析其原因是________。

(2)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来治炼金属锰。

①该反应的化学方程式为_________________。

②MnO2加入酸化后的H2O2溶液中,MnO2溶解,同时产生无色无味的气体。该反应的离子方程式是_____________,该反应中还原剂是___________。

(3)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为:4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O将产生的气体通过下图所示装置。

①集气瓶中收集到的气体是_________(填化学式)。

②B中酸性KMnO4溶液褪色(MnO4—还原为Mn2+),发生反应的离子方程式为__________。

(4)Al(OH)3是重要化工原料。电解法制备高品质Al(OH)3的装置如图(中间用离子交换膜隔开),电解总反应方程式为4NaAlO2+10H2O4Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑,阳极的电极反应式为____________。

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已知:

操作步骤如下:

请根据以上信息,回答下列问题:

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(2)粗产品的成分是结晶攻瑰与少量_______(填名称)的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验。请完成表中内容:

序号

实验方案

实验现象

结论

①

将粗产品溶解在中,按粗产品、溶剂的质量比为1:__混合,用水浴加热到70℃回流溶剂使粗产品充分溶解

得到无色溶液

②

将步骤1所得溶液____________抽滤

得到白色晶体

③

干燥步骤2所得白色晶体,____________

_____________

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