题目内容

【题目】铁和钴是两种重要的过渡元素。

(1)钴位于元素周期表得第_____________族,其基态原子中未成对电子的个数为______

(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为____________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是____________________

(3)尿素分子中、碳原子为________杂化,分子中σ键与π键的数目之比为____________________

(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需要知道的数据是______

(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为____________________

(6)奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如下图所示,则该物质的化学式为____________________。若晶体密度为dg·cm3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为____________________pm(阿伏伽德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。

【答案】3[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)O、N、C、Hsp271离子半径大小SO42-、NH3FeC×3×1010

【解析】(1)钴的核电荷数为27,位于元素周期表的第四周期第 族,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2,可知未成对电子的个数为3;

(2)基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5),通常元素的非金属性越大,电负性越大,则所含非金属元素C、N、O、H中O的非金属性最强,H最弱,四者的电负性由大到小的顺序是O、N、C、H;

(3)由尿素分子的结构式可知,尿素分子中C原子成2个C-N键、1个C=O键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3,C原子采取sp2杂化;分子中σ键数目为7,π键的数目为1,二者数目之比为71;

(4)晶格能的主要影响因素是离子电荷、离子半径及离子构型,FeO与NaCl的晶体构型相似,离子电荷电荷也已知,还需要离子半径大小才能比较晶格能大小;

(5)由[Co(NH3)5Br]SO4可知,硫酸根离子为配合物的外界,在水溶液中以离子形式存在,所以会与钡离子结合成白色沉淀;另一种加入AgNO3溶液时,会产生淡黄色沉淀溴化银,说明溴离子为配合物的外界,则第二种配合物为[Co(SO4)(NH3)5]Br,其配体为SO42-、NH3

(6)晶胞中Fe原子的个数为8×+6× =4,碳原子数为12× +1=4,Fe和C的原子数目比为1:1,则该物质的化学式为FeC;一个晶胞中含有4个FeC,设晶胞中最近的两个碳原子的距离为xcm,则晶胞的边长为xcm,晶胞的体积为(x)3cm3,晶胞的密度为dg·cm-3=(68×4g)÷[(x)3cm3×NA],解得x= cm=×1010pm。

练习册系列答案
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【题目】工业采用氯化铵焙烧菱锰矿制备碳酸锰的流程如下图所示:

已知:①菱锰矿的主要成分是MnCO3 ,其中含Fe、Ca、Mg、Al等元素。

②焙烧过程中主要反应为:MnCO3 +2NH4Cl MnCl2+2NH3↑ +CO2↑+ H2O。

③部分阳离子沉淀时溶液的pH的值:

Al3-

Fe3+

Ca2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH值

4.1

2.2

10.6

8.8

9.6

沉淀完全的pH值

4.7

3.2

13.1

10.1

11.1

(1)实验室“焙烧”操作盛放固体的仪器为____________________

(2)结合图1、2、3,分析焙烧过程中对温度、NH4Cl用量[m(NH4Cl):m(锰矿粉)]、时间的最佳选择依次为_____________________________________________

(3)对锰浸出液净化除杂时,先加入MnO2将Fe2+转化为Fe3+,再调节溶液pH的范围为_________________,将Fe3+和Al3+变为沉淀除去。然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为氟化物沉淀除去。

(4)“碳化结晶”步骤中,加入碳酸氢铵是反应的离子方程式为________________

(5)上述流程中可循环使用的物质是_______________

(6)为测定产品中碳酸锰的含量,设计如下实验(杂质不参加反应):实验步骤为:称取16.80g试样,溶于适量的稀硫酸溶液中,向所得溶液中加入稍过量的磷酸和硝酸,加热使反应:2Mn2++NO3-+4PO43-+2H+2[Mn(PO4)2]3-+NO2-+H2O充分进行。除去溶液中存在的NO3-和NO2-后,加入l00.00mL2.00 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,发生的反应为:[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2PO3-;再用1.00mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液滴定过量的Fe2+,滴定终点时消耗10.00mL酸性K2Cr2O7溶液。

①酸性K2Cr2O7溶液与Fe2+反应的离子方程式为_____________________(还原产物是Cr3+

②产品中碳酸锰的质量分数为_____________(结果保留3位有效数字)。

【题目】化学在解决雾霾污染中有着重要的作用,雾霾由多种污染物形成,其中包含颗粒物PM2.5)、

氮氧化物(NOx)、CO、SO2等.

(1)已知:NO(g)+O2(g)═NO2(g)△H=﹣56.5kJmol﹣1

2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H=﹣196.6kJmol﹣1

则反应NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)△H=_________kJmol﹣1

一定条件下,将NO2与SO2以物质的量比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,

下列能说明反应达到平衡状态的有____________

a.混合气体的平均相对分子质量

b.混合气体颜色保持不变

c.SO3和NO的体积比保持不变

d.每消耗1mol SO3的同时生成1mol NO2

测得上述反应平衡时NO2与SO2物质的量比为1:3,则平衡常数K=________(用分数表示)

NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。在氨气足量的情况下,不同c(NO2)/c(NO),不同温度对脱氮率的影响如图所示(已知氨气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应),请解释300℃之后脱氮率逐渐减小的原因:__________________________

(2)CO综合利用.

①CO用于合成甲醇反应方程式为:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)

若起始投入1molCO,2mol H2,CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示.得知该反应的△H_________0,该反应的实际生产条件控制在 250 ℃、1.3×104kPa左右最为适宜.反应达平衡后,下列操作既能加快反应速率,又能使平衡混合物中CH3OH物质的量分数增大的是____________

a. 升温 b.恒容条件下充入H2

c.加入合适的正催化剂 d.恒容条件下再充入1molCO,2mol H2

e.压缩体积 f.移走一部分CH3OH

②电解CO制备CH4,电解质为碳酸钠溶液,工作原理如图2所示,写出阴极区电极

反应式_______________

(3)利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收,具体步骤如下:

SO2(g)+H2O(l) H2SO3(l) H(aq)+HSO (aq) Ⅰ

HSO (aq) H(aq)+SO (aq) Ⅱ

Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH(aq) Ⅲ

Ca2+(aq)+SO (aq) CaSO3(s) Ⅳ

该温度下,测定吸收后液体中c(Ca2+)一直保持为0.70 mol/L,已知Ksp(CaSO3)=1.4×10-7,则吸收后溶液中的SO的浓度为_________________

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