题目内容
【题目】自然界中含锰元素的主要矿物有软锰矿(MnO2·xH2O)、黑锰矿Mn3O4,大洋底部有大量锰结核矿。锰元素在多个领域中均有重要应用,用于制合金,能改善钢的抗冲击性能等。
(1)Mn在元素周期表中位于___区,核外电子占据最高能层的符号是___,金属锰可导电,导热,具有金属光泽,有延展性,这些性质都可以用“___理论”解释。
(2)Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+,下列说法合理的是___。
A.Mn3+的价电子构型为3d4,不属于较稳定的电子构型
B.根据Mn2+的电子构型可知,Mn2+中不含成对电子
C.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多
D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型,所以它们的化学性质相似
(3)在K2MnF6中,MnF62-的空间构型是正八面体,则中心原子的价层电子对数为__。该化合物中含有的共价键在形成过程中原子轨道的重叠方式为__。
(4)二价锰的化合物MnO和MnS熔融态均能导电,熔点MnO___MnS(选填“高于”、“等于”、“低于”)并解释原因___。
(5)某锰氧化物的晶胞结构如图:
该锰的氧化物的化学式为___,该晶体中Mn的配位数为____,该晶体中Mn之间的最近距离为___pm(用a、b来表示)。
【答案】d N 电子气 A 6 “头碰头” 高于 均为离子晶体,O2-半径比S2-半径小,MnO晶格能大,熔点高 MnO2 6
【解析】
(1)Mn是25号元素,原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2;锰可导电,导热,具有金属光泽,有延展性,是因为有自由电子,这些性质都可以用“电子气理论”解释;
(2)A.Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+,说明Mn3+不稳定;
B.Mn2+中价电子层不含成对电子,但是内层中含有成对电子;
C.第四周期中价电子层中未成对电子数最多的元素价电子排布式为:3d54s1;
D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型,微粒的化学性质不仅与价电子构型有关,也和微粒的电荷数、微粒半径、原子序数有关;
(3)MnF62的空间构型是正八面体,则中心原子的价层电子对数为6;F与Mn之间的共价键都是共价单键;
(4)物质都属于离子晶体,离子晶体的阴离子带有相同电荷,离子半径越小,离子键越强,晶格能越大,熔点越高;
(5)用均摊法计算确定化学式,并结合微粒的空间排列确定Mn的配位数;由晶胞结构可知:在该晶胞中距离相等且最近的2个Mn在晶胞体对角线的一半。
(1)Mn是25号元素,原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2,可知M在元素周期表中位于第四周期第VIIB,属于d区元素,核外电子占据最高能层的符号是N;锰可导电,导热,具有金属光泽,有延展性,是因为有自由电子,这些性质都可以用“电子气理论”解释,故答案为:d;N;电子气;
(2)A.Mn3+的价电子构型为3d4,Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+,说明Mn3+不稳定,Mn3+容易变成电子半充满的稳定的价电子构型为3d5,3d4则属于不稳定的电子构型,故A正确;
B.Mn2+中价电子层不含成对电子,但是内层中含有成对电子,故B错误;
C.第四周期中价电子层中未成对电子数最多的元素价电子排布式为:3d54s1,是Cr元素,故C错误;
D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型,微粒的化学性质不仅与价电子构型有关,也和微粒的电荷数、微粒半径、原子序数有关,因此它们的化学性质不相似,Mn2+具有强的还原性,而Fe3+具有强的氧化性,故D错误;
故答案选:A;
(3)MnF62的空间构型是正八面体,则中心原子的价层电子对数为6.在化合物化合物K2MnF6中含有的F与Mn之间的共价键都是共价单键,属于σ键,在形成过程中原子轨道的重叠方式为“头碰头”,故答案为:6;“头碰头”;
(4)MnO和MnS都是离子晶体,离子电荷数相同,O2离子半径小于S2的离子半径,MnO的晶格能大,熔点更高,故答案为:高于;均为离子晶体,O2-半径比S2-半径小,MnO晶格能大,熔点高;
(5)在该晶体中含有的Mn原子个数为:×8+1=2,含有的O原子数目为:×4+2=4,Mn:O=2:4=1:2,所以该锰的氧化物的化学式为MnO2;根据晶胞投影图可知:在该晶体体中与Mn原子距离相等且最近的O原子有6个,所以Mn的配位数为6;由晶胞结构可知:在该晶胞中距离相等且最近的2个Mn在晶胞体对角线的一半,晶胞的体对角线为pm,所以该晶体中Mn之间的最近距离为×pm=pm,故答案为:MnO2;6;。
【题目】25℃时,电离平衡常数:
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
电离平衡常数 | 1.8×10-5 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
(1)用蒸馏水稀释0.10mol/L的醋酸,则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是_____;
A. B. C. D.
(2)体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程pH变化如图,则HX的电离平衡常数______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常数,稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)_____醋酸溶液中水电离出来的c(H+)(填“大于”、“等于”或“小于”)。
【题目】苯甲酸乙酯(C9H10O2)的别名为安息香酸乙酯。它是一种无色透明液体,不溶于水,有芳香气味,用于配制香水、香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为: +CH3CH2OH+H2O
已知:苯甲酸在100℃会迅速升华。相关有机物的性质如表所示。
名称 | 相对分子质量 | 颜色、状态 | 沸点/℃ | 密度/(g﹒cm-3) |
苯甲酸 | 122 | 无色片状晶体 | 249 | 1.2659 |
苯甲酸乙酯 | 150 | 无色澄清液体 | 212.6 | 1.05 |
乙醇 | 46 | 无色澄清液体 | 78.3 | 0.7893 |
环己烷 | 84 | 无色澄清液体 | 80.8 | 0.7318 |
实验步骤如下:
①在圆底瓶中加入12.20g苯甲酸,25mL95%的乙醇(过量),20mL环己烷以及4mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按如图所示装置装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流2h。利用分水器不断分离除去反应生成的水,回流环己烷和乙醇。
②反应结束,打开旋塞放出分水器中的液体后,关闭旋塞,继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性。用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,低温蒸出乙醚和环己烷后,继续升温,接收210~213℃的馏分。
④检验合格,测得产品体积为12.86mL。
回答下列问题:
(1)在该实验中,圆底烧瓶的容积最适合的是________(填序号)。
A. 25mL B.50mL C. 100mL D. 250mL
(2)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是___________。
(3)步骤②中应控制蒸馏的温度为_______(填序号)。
A. 65~70℃ B. 78~80℃ C. 80~85℃ D. 215~220℃
(4)步骤③加入Na2CO3的作用是_______;若Na2CO3的加入量不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是________。
(5)关于步骤③中的萃取分液操作的叙述正确的是__________(填序号)。
A. 水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,分液漏斗倒转过来,用力振摇
B. 振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C. 经几次振摇并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D. 放出液体时,应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
(6)计算可得本实验的产率为__________。