题目内容
【题目】碳族元素的单质及其化合物在生产、生活中是一类重要物质。请回答下列问题
(1)碳原子核外有__种不同运动状态的电子，第一电离能介于硼和碳之间的元素的名称为__，碳族元素外围电子排布的通式为__。
(2)青蒿素（C15H22O5）的结构如图所示，图中数字标识的五个碳原子的杂化轨道类型为__，组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是__。
(3)青蒿素分子中，氧元素的成键方式有___；从青蒿中提取青蒿素的最佳溶剂是___。
a．乙醇 b．乙醚 c．水
(4)SnO2是一种重要的半导体传感器材料，用来制备灵敏度高的气敏传感器，SnO2与熔融NaOH反应生成Na2SnO3，Na2SnO3中阴离子空间构型为__。
(5)第三代太阳能电池利用有机金属卤化物碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3，相对分子质量为Mr)半导体作为吸光材料，CH3NH3PbI3具有钙钛矿(AMX3)的立方结构，其晶胞如图所示。AMX3晶胞中与金属阳离子(M)距离最近的卤素阴离子(X)形成正八面体结构，则X处于__位置。CH3NH3PbI3晶体的晶胞参数为anm，其晶体密度为dg·cm-3，则阿伏加德罗常数的值NA的计算表达式为__。
【答案】6 铍 ns2np2 sp2，sp3 O>C>H σ键和π键 b 平面三角形 面心 
【解析】
在原子的核外电子中，没有运动状态完全相同的两个电子存在，所以原子核外有多少个电子，就有多少种运动状态；一般来说，元素的非金属性越强，元素的电负性大，总的来说第一电离能越大，但当原子核外价电子处于半满、全满状态时，能量低，第一电离能反常，但仅比原子序数比它大1的元素大；原子核外参与杂化的轨道为形成σ键电子所在的轨道和孤对电子所在的轨道；有机物通常易溶于与它结构相似的有机物；判断微粒的结构时，需看中心原子的价层电子对数及孤电子对数。在AMX3的晶胞中，所含黑球个数为8×
=1，所含白球的个数为6×
=3，二者的个数比为1:3，对照化学式，可确定黑球为M离子，白球为X离子，白球位于各个面的面心。
(1)碳为6号元素，原子核外有6个电子，有6种不同运动状态的电子，铍的2s能级上有2个电子，处于全满状态，第一电离能比硼大，所以第一电离能介于硼和碳之间的元素的名称为铍，碳原子的外围电子排布为2s22p2，所以碳族元素外围电子排布的通式为ns2np2。答案为：6；铍；ns2np2；
(2)图中数字标识的五个碳原子中，只有3号碳原子的价电子对数为3，其它碳原子的价层电子对数都为4，所以杂化轨道类型为sp2、sp3，组成青蒿素的三种元素分别为C、H、O，非金属性O>C>H，所以电负性由大到小排序是O>C>H。答案为：sp2、sp3；O>C>H；
(3)青蒿素分子中，4个O原子形成单键，1个O原子形成双键，所以氧元素的成键方式有σ键和π键；青蒿素分子中含有2个醚键，它属于醚类，所以从青蒿中提取青蒿素的最佳溶剂是乙醚，故选b。答案为：σ键和π键；b；
(4)在Na2SnO3中，阴离子的价电子对数为3，不存在孤电子对，所以其空间构型为平面三角形。答案为：平面三角形；
(5)从分析可知，图中AMX3晶胞中黑球为金属阳离子(M)，白球为卤素阴离子(X)，形成正八面体结构，则X处于面心位置。从晶胞结构看，1个晶胞中，只含有1个“AMX3”，则CH3NH3PbI3的晶胞中也只含有1个“CH3NH3PbI3”。CH3NH3PbI3晶体的晶胞参数为anm，其晶体密度为dg·cm-3，则dg·cm-3=
，阿伏加德罗常数的值NA的计算表达式为NA=。答案为：面心；。
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【题目】某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应堆起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25°C下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验。请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验序号 | 初始pH | 废水样品体积/mL | 草酸溶液体积/mL | 蒸馏水体积/mL |
① | 4.0 | 60.0 | 10.0 | 30.0 |
② | 5.0 | 60.0 | 10.0 | 30.0 |
③ | 5.0 | 60.0 | ______ | ______ |
测得实验①和②溶液中Cr2O72-的浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应的离子方程式为_______。
（3）对比实验①和②的结果可得出结论______。实验①中0～t1时间段反应速率v(Cr3+)=_____(用代数式表示)。
（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如了下假设，请你完成假设二：
假设一：Fe2+起催化作用；
假设二：___________；
······
【题目】电解质的水溶液中存在电离平衡。
（1）醋酸是常见的弱酸。
①醋酸在水溶液中的电离方程式为____________。
②下列方法中，可以使醋酸溶液中CH3COOH电离程度增大的是_______（填字母序号）。
a 滴加少量浓盐酸 b 微热溶液 c 加水稀释 d 加入少量醋酸钠晶体
（2）下表为某同学所测25℃时，甲、乙两种溶液的pH。
甲 | 乙 | |
pH | 11 | 11 |
溶液 | 氨水 | 氢氧化钠溶液 |
①甲溶液中的c(OH-) =___________mol/L。
②25℃时，等体积的甲、乙两溶液与等浓度的盐酸反应，消耗的盐酸体积：甲_____乙。
③甲、乙溶液均加水稀释10倍后，所得溶液的pH：甲_____乙。
（3）已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的，且第一步的电离程度大于第二步的电离程度，第二步的电离程度远大于第三步的电离程度……今有HA、H2B、H3C三种弱酸，根据“较强酸 + 较弱酸盐 = 较强酸盐 + 较弱酸”的反应规律，它们之间能发生下列反应：
a.HA + HC2-(少量) = A-+ H2C-
b.H2B(少量) + 2A- = B2- + 2HA
c.H2B(少量) + H2C- = HB-+ H3C
回答下列问题：
①相同条件下，HA、H2B、H3C三种酸中，酸性最强的是_____________。
②下列反应的离子方程式正确的是____________。
A.H3C +3A- = 3HA + C3- B.HB- +A- = HA + B2-
③完成下列反应的离子方程式：
a.H3C + OH-(过量)——__________________；b.HA(过量) + C3- ——_____________________。
【题目】闪锌矿（主要成分ZnS，含Cd、Fe、Cu等元素杂质)是冶炼锌单质的原料，有两种常见的冶炼方式：火法炼锌和湿法炼锌。两种方法均先将闪锌矿加热焙烧，得到以ZnO为主要成分的焙砂，再分别经过两条路线得到单质锌，同时得到副产品。
已知：
(I)相关金属单质的熔沸点
金属单质 | Zn | Fe | Cu | Cd |
熔点(K) | 693 | 1812 | 1356 | 594 |
沸点(K) | 1180 | 3023 | 2840 | 1040 |
(II)几种离子生成氢氧化物沉淀的pH
开始沉淀pH | 完全沉淀 pH | |
Fe3+ | l.l | 3.2 |
Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
Cd2+ | 6.9 | 9.6 |
请回答下列问题:
(1)写出步骤①发生的主要反应的化学方程式___________________。
(2)步骤②若焦炭与ZnO(s)反应生成1mol CO时吸收akJ的热量，请写出该反应的热化学方程示________________。
(3)步骤④中操作I的分离方法为_______，得到副产品粗 镉需控制温度为_____左右。
(4)步骤⑦需调节溶液pH为_______，目的是__________。
(5)步骤⑨以Pt为阳极、Al为阴极进行电解的化学方程式为__________。
(6)分别取闪锌矿200kg，通过火法炼锌得到Zn的质量为65kg，通过湿法炼锌得到Zn的质量为78kg，闪锌矿中ZnS的质量分数约为________。