题目内容
【题目】氮、铜及其化合物以及乙醇、氯化钠的用途广泛。回答下列问题:
(1)基态氮原子中含有______种运动状态不同的电子,与N3-含有相同电子数的四原子分子是_______(写化学式),其立体构型是________。
(2)C、N、O、F四种元素的第一电离能由小到大的顺序为_____。
(3)Cu+价层电子的轨道表达式(电子排布图)为______。CuO在高温下能分解生成Cu2O,其原因是_______。
(4)在加热和Cu的催化作用下,乙醇可被空气氧化为乙醛(CH3CHO),乙醛分子中碳原子的杂化方式是____,乙醛分子中H一C—O的键角____ (填“大于”等于”或“小于”)乙醇分子中的H—C—O的键角。
(5)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构,其中的两个H2O被Cl-取代后有两种不同的结构,其中[Cu( H2O)2(Cl)2]是非极性分子的结构式为________。
(6)如图所示为NaCl晶体的晶胞结构图和晶胞截面图(截面图中的大球为Cl-,小球为Na+);
①晶胞中距离1个Na+最近的Cl-有_____个 ,这些C1-围成的图形是___________。
②若晶体密度为ρg●cm-3,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则Na+的离子半径为_______pm(列出计算表达式)。
【答案】7 NH3 三角锥形 C<O<N<F Cu+的价电子排布为3d10,为全满结构,其结构更稳定 sp3、sp2 > 6 正八面体
【解析】
(1)氮原子一共有7个电子,每个电子的运动状态均不同,则共含有7种运动状态不同的电子;与N3-含有相同电子数的四原子分子是NH3;中心原子的价电子对数为,有1对孤电子对,则该分子空间构型为三角锥形,故答案为:7;NH3;三角锥形;
(2)同一周期元素,其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,C、N、O、F位于同一周期且分别位于第IVA族、第VA族、第VIA族、第VIIA族,所以第一电离能大小顺序为C<O<N<F,故答案为:C<O<N<F;
(3)Cu+的核外有28个电子,根据构造原理知其基态离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d10,则Cu+价层电子的轨道表达式为:;原子轨道处于全空、半满或全满时最稳定,Cu+的3d轨道上全满,稳定,故答案为:;Cu+的价电子排布为3d10,为全满结构,其结构更稳定;
(4)乙醛分子中甲基上碳原子含有4个σ键,醛基上的碳原子含有3个σ键,所以甲基中的碳原子采用sp3杂化,醛基中的碳原子采用sp2杂化,醛基中碳原子采用sp2杂化、乙醇中含有醇羟基的碳原子采用sp3杂化,导致乙醛分子中H-C-O的键角大于乙醇分子中的H-C-O的键角,故答案为:sp3、sp2;>;
(5)Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构,其中的两个H2O被Cl-取代有两种不同的结构,[Cu(H2O)2(Cl)2]是非极性分子,说明该分子的结构不对称,则其结构式为,故答案为:;
(6)①由Na、Cl两元素形成的化合物为NaCl,以中间的黑色球为Na+离子研究,距离一个Na+最近的Cl-在其上下前后左右共6个,围成的图形是正八面体,故答案为:6,正八面体;
②晶胞中Na+离子数目=1+12×=4,Cl-离子数目=8×+6×=4,故晶胞质量m=g,晶胞体积V=cm3,令Cl-离子半径为r,则棱长为,则,解得:,Na+的半径为,故答案为:。
【题目】炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素,其含量依次减少。对这些元素进行提取分离会减小环境污染,同时制得ZnSO4·7H2O实现资源的再利用,其流程图如下。已知FeAsO4难溶于水和酸;ZnSO4·7H2O易溶于水,难溶于酒精。
常温下金属离子沉淀的pH
金属离子 | Fe3+ | Zn2+ | Mn2+ | Cu2+ | Cd2+ |
开始沉淀pH | 2.7 | 6.5 | 7.7 | 5.2 | 6.9 |
沉淀完全pH | 3.2 | 8.0 | 9.8 | 6.4 | 9.4 |
请回答下列问题:
(1)提高浸出速率可以采用的方法是(写出其中一点即可)________。
(2)滤液Ⅰ中有少量AsO33—,若不除去,则AsO33—与Cd反应会产生一种有毒氢化物气体,其分子式为____,向滤液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与AsO33—反应生成FeAsO4,完成并配平下列反应的离子方程式___:Fe2++AsO33—+MnO4—+___=FeAsO4↓+Mn2++__,判断该滴定终点的现象是__________。
(3)流程中②调节pH时可以选用的试剂为________,滤渣Ⅱ的成分为________。
(4)常温下Zn(OH)2的溶度积Ksp=________。
(5)制得的ZnSO4·7H2O需洗涤,洗涤晶体时可选用试剂为________。
【题目】根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 | 实验操作和现象 | 结论 |
A | 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,浊液变清 | 苯酚的酸性强于H2CO3的酸性 |
B | 向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色 | I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度 |
C | 向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出 | Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性 |
D | 向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成 | Ksp(AgCl) >Ksp(AgI) |
A. A B. B C. C D. D
【题目】合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成二甲醚等清洁燃料。从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.1kJ/mol ①
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH2=+247.3kJ/mol ②
请回答下列问题:
(1)在一密闭容器中进行反应①,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示。反应进行的前5min内,v(H2)=____;10min时,改变的外界条件可能是_____。
(2)如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图像如图3所示,请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图像_____。
(3)800℃时,反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表,此时反应中正、逆反应速率的关系式是____(填序号)。
a.v(正)>v(逆)
b.v(正)<v(逆)
c.v(正)=v(逆)
d.无法判断
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
(4)二甲醚(CH3OCH3)可由合成气(CO和H2)在一定条件下制得,写出该反应的化学方程式:____。
(5)以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极构成燃料电池。该电池的负极电极反应方程式是:____。用二甲醚燃料电池为电源,用铂电极电解KCl和CuSO4的混合溶液,当电路中通过0.3mol电子的电量时,阴阳两极都产生2.8L的气体(标准状况),若电解后溶液体积为1L,则阳极气体的成分及物质的量为:____。