题目内容
19.氮、磷、砷是原子序数依次增大的第VA族元素,它们的化合物有着独特的性质和重要用途.(1)基态砷原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3.氮、磷、砷的第一电离能顺序为N>P>As(填元素符号).
(2)已知N2O为直线形结构,结构式为N=N=O.则N2O是极性(填“极性”或“非极性”)分子.中间的氮原子杂化轨道类型为sp杂化.
(3)已知下列数据:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 分解温度/℃ |
NH3 | 195.3 | 239.7 | 107.3 |
PH3 | 139.2 | 185.4 | 713.2 |
(4)根据价层电子对互斥理论,氨分子中的键角<(填“>”“<”或“=”)109°28°;PO43-离子的空间构型为正四面体.
(5)磷化铝的结构与金刚石相似,其结构单元如图所示:经过计算,该晶体的化学式是AlP.
分析 (1)As为35号元素,据此书写基态核外电子排布式;同主族第一电离能顺序逐渐减小;
(2)N2O的分子结构不对称,正负电荷的中心不重合,所以是极性分子;N2O与CO2互为等电子体,中间氮原子是中心原子,其杂化类型与C相同,都是sp杂化;
(3)氨分子间形成氢键,所以熔沸点较高;PH3熔化或气化时所需克服的微粒间作用力,与其分解时所需克服的微粒间作用力是不相同的;
(4)孤对电子对σ键的排斥力>σ键和σ键的排斥力,据此解答;计算出PO43-离子的中心原子的价层电子对数判断即可;
(5)依据均摊法计算晶胞中各种原子的个数,确定化学式.
解答 解:(1)As为35号元素,其基态原子的核外电子排布式为:[Ar]3d104s24p3,同主族第一电离能顺序随着原子序数的递增而逐渐减小,故第一电离能:N>P>As,故答案为:[Ar]3d104s24p3;N、P、As;
(2)N2O的结构式为N=N=O,由于它的分子结构不对称,正负电荷的中心不重合,所以是极性分子,N2O为直线形分子,且与CO2互为等电子体,中间氮原子是中心原子,其杂化类型与C相同,都是sp杂化,故答案为:极性;sp;
(3)由于NH3分子之间存在氢键,所以NH3的沸点高于PH3,PH3分解需要破坏P-H键,PH3气化需要破坏分子间作用力,而化学键比分子间作用力强得多,故答案为:NH3分子之间存在氢键;PH3分解需要破坏P-H键,PH3气化需要破坏分子间作用力,而化学键比分子间作用力强得多;
(4)氨气分子中存在1对孤电子对,孤对电子对σ键的排斥力>σ键和σ键的排斥力,所以氨分子中的键角小于109°28′,PO43-离子的中心原子的价层电子对数为$\frac{5+3}{2}$=4对,配位原子有4个,所以是正四面体结构,故答案为:<; 正四面体;
(5)据图所知:每个结构单元中含有4个黑球,8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4个白球,故晶胞中磷原子与铝原子的个数比为1:1,所以晶体的化学式为AlP,故答案为:AlP.
点评 本题主要考查的是基态原子核外电子排布式、晶胞的计算、杂化类型的判断、氢键等知识,综合性较强,有一定难度.
I.回收硫
(1)工业上,采用饱和亚硫酸钠溶液吸收烟气中二氧化硫,写出离子方程式:SO2+SO32-+H2O=2HSO3-.
然后,加热吸收液收集SO2.将二氧化硫、空气在稀硫酸中构成原电池,负极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+.
Ⅱ.冶炼铜
(2)工业上,火法冶炼铜分两步:第一步,含铜矿(主要成分是Cu2S)在空气中煅烧生成氧化亚铜和刺激性气味气体;第二步,氧化亚铜和铜矿在高温下反应生成铜和刺激性气体.写出冶炼铜的总反应方程式:Cu2S+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+SO2.
(3)用电解法精炼粗铜(含银、金、铁、锌杂质),装置如图所示.
下列说法不正确的是BC.
A.Y极为粗铜、X极为纯铜
B.X极净增质量等于Y极净减质量
C.铜盐溶液都可以作精炼铜的电解质溶液
D.若电路有1mol电子转移,则X极净增32g
(4)几种金属离子的沉淀pH:
金属氢氧化物 | 开始沉淀pH | 完全沉淀的pH |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.7 |
Cu(OH)2 | 4.6 | 6.4 |
Zn(OH)2 | 5.9 | 8.9 |
Ⅲ.冶炼铁
(5)化工厂利用菱铁矿(主要成分是碳酸亚铁)冶炼铁的原理是(用化学方程式表示):FeCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$FeO+CO2↑,FeO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+CO2.生铁炼钢的主要原理是高温下,用氧化剂降低生铁中碳等杂质含量.
(6)生铁在湿润空气中发生电化学腐蚀最终生成红色铁锈,金属电化腐蚀类型为吸氧腐蚀.
A. | V(N2)=V╯(NH3) | B. | V(N2)=3V(H2) | ||
C. | V(H2)=3/2V╯(NH3) | D. | N2,H2,NH3的体积比为1:3:2 |
X | Y |
Z | W |
A. | 若HmXOn为强酸,则Y的氢化物溶于水显酸性(m、n均为正整数) | |
B. | 若W(OH)n为两性氢氧化物,则Z(OH)m为强碱(m、n均为正整数) | |
C. | 若气体XHn不溶于水,则HmWOn为强酸(m、n、a均为正整数) | |
D. | 若HmZOn为强酸,则气体HnY易溶于水(m、n、a均为正整数) |
A. | “海水淡化”可以解决“淡水供应危机”,加入明矾可以使海水淡化 | |
B. | 化学药品着火,都要立即用水或泡沫灭火器灭火 | |
C. | 可溶性铜盐有毒,但在生命体中,铜是一种不可缺少的微量元素 | |
D. | 石油催化裂化的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃 |
A. | 2 种 | B. | 3 种 | C. | 4 种 | D. | 5 种 |
A. | 3种 | B. | 5种 | C. | 7种 | D. | 9种 |
A. | 滴入甲基橙试液显红色的溶液:Mg2+、Al3+、Br-、SO42- | |
B. | 常温下,$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$=1010的溶液中:Na+、NH4+、ClO-、I- | |
C. | 0.1mol/LNaHCO3溶液中:K+、Ba2+、OH-、Cl- | |
D. | 加入铝粉放出大量H2的溶液中:Fe2+、K+、Cl-、NO3- |