题目内容
【题目】钕铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁。预计在未来20年里，不可能有替代钕铁硼磁铁的磁性材料岀现。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、铝、硼以及其他稀土原料。
(1)钕(Nd)为60号元素，在周期表中第_________周期；基态铁原子的外围电子轨道表示式为__________________。
(2)实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。
①已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于_________分子(填“极性”或“非极性”)，分子中A1原采取__________________杂化。
②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，[A1(OH)4]－中存在的化学键有_________(填选项字母)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.氢键
(3)B元素及与其同周期相邻的两种元素第一电离能由小到大的顺序为__________________(用元素符号表示)。
(4)因材料中含有大量的钕和铁，容易锈蚀是它的一大弱点。可电镀镍(Ni)、锌(Zn)等进行表面涂层处理。已知Ni可以形成[Ni(NH3)6]Cl2，该配合物中配体分子的空间构型为__________________。
(5)已知立方BN晶体硬而脆，其原因是___________________________；其晶胞结构如图所示，N原子填充在B原子构成的正四面体空隙中，则晶胞中正四面体的空隙填充率为__________________，设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为anm，晶体的密度为bg·cm－3，则阿伏加德罗常数为_________mol－1(列式即可，用含a、b的代数式表示)
【答案】六 
非极性 sp3 BD B<Be<C 正八面体 由于立方BN晶体是原子晶体，B—N键能大，所以质地坚硬，且共价键具有方向性，受到外力时，会发生原子错位，所以性脆 50% 
【解析】
钕(Nd)为60号元素，它位于元素周期表的第六周期，基态铁原子的外围电子轨道表示式为：；
故答案为六，；
(2) ①Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，属于非极性分子，每个铝原子和四个氯原子形成共价键，采取sp3杂化，
故答案为非极性；sp3；
②Al采取sp3杂化，用最外层的四个空轨道接受O提供的孤对电子形成配位键，O与H之间是极性共价键；
故答案为BD；
(3) 同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但是Be原子2s轨道全充满状态是较稳定的，所以Be的第一电离能大于B，第一电离能B<Be<C；
故答案为B<Be<C；
(4) 已知Ni可以形成[Ni(NH3)6]Cl2。该配合物中配体分子为六个氨分子，其空间构型为正八面体；
故答案为正八面体；
(5)由于立方BN晶体是原子晶体，B—N键能大，所以质地坚硬，且共价键具有方向性，受到外力时，会发生原子错位，所以性脆；从晶胞构型中可看出，B原子形成8个正四面体，有4个N原子填充4个正四面体中，所以晶胞中正四面体的空隙填充率为50%；根据晶胞的结构可知，每个晶胞中含有4个N原子，B原子数为8×
+6×
=4，故晶胞的质量为
g。晶胞中最近的B、N原子之间的距离为a nm，是正方体对角线长的
，则晶胞的对角线长为4a nm，晶胞的边长为
nm=
cm，故晶胞的体积为
。晶体的密度为bg·cm－3，根据ρ=m/V可知b=
，故NA=
mol－1；
故答案为由于立方BN晶体是原子晶体，B—N键能大，所以质地坚硬，且共价键具有方向性，受到外力时，会发生原子错位，所以性脆；50%； 。
【题目】以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如图所示:
回答下列问题:
（1）酸溶时,粉碎硫酸渣的目的是__________
（2）还原过程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2+的含量,同时有H2SO4生成,完成该反应的离子方程式:FeS2+14Fe3++______H2O═15Fe2++______SO42-+______.______________
（3）滤渣A的主要成分为__________
（4）生产过程中,为了确保铁红的纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_____;(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表)
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
开始沉淀pH | 2.7 | 3.8 | 7.5 | 9.4 |
完全沉淀pH | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
为得到纯净的Fe(OH)3固体,需要对沉淀进行洗涤,判断沉淀Fe(OH)3是否洗净的方法是__________。
【题目】1905年哈珀开发实现了以氮气和氢气为原料合成氨气，生产的氨制造氮肥服务于农业，养活了地球三分之一的人口，哈珀也因此获得了1918年的诺贝尔化学奖。
(1)工业合成氨的反应如下：N2+3H2
2NH3。已知断裂1 mol N2中的共价键吸收的能量为946 kJ，断裂1 mol H2中的共价键吸收的能量为436 kJ，形成1 mol N-H键放出的能量为391 kJ，则由N2和H2生成2 mol NH3 的能量变化为__________kJ。 下图能正确表示该反应中能量变化的是__________(填“A”或“B”)。
(2)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)在三种不同条件下进行，N2、H2的起始浓度为 0，反应物NH3的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。
实验序号 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
① | 400℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
② | 400℃ | 1.0 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
③ | 500℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据回答：实验①②中，有一个实验使用了催化剂，它是实验_____(填序号)；实验①③对比说明了_________________________________。在恒温恒容条件下，判断该反应达到化学平衡状态的标志是_________(填序号)。
a. NH3的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变
c.混合气体的压强不变 d.c(NH3)=c(H2)
(3)近日美国犹他大学 Minteer教授成功构筑了H2—N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理，以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H+)为隔膜，在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则A电极为_____极(填“正”、“负”)，该电池放电时溶液中的H+向______极移动(填“A”、“B”)。
