题目内容
【题目】【化学——选修3:物质结构与性质】
根据已学物质结构与性质的有关知识,回答下列问题:
(1)请写出第三周期元素中p轨道上有3个未成对电子的元素符号:____________,某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”,其原子的外围电子排布是4s24p4,该元素的名称是____________。
(2)根据价层电子对互斥理论推测下列离子或分子的空间立体构型:H3O+____________,BF3____________。
(3)向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液,写出有关化学反应方程式____________、_________。
(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。则体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为____________;若两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同,则体心立方晶胞和面心立方晶胞的密度之比为_______。
【答案】(1)P;硒
(2)三角锥形、正三角形
(3)Cu2++2NH3H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+;Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-
(4)1∶2;3:8
【解析】试题分析:(1)3p轨道上有3个未成对电子该原子是P,原子的外围电子排布是4s24p4,说明该原子中各个轨道都充满电子,该原子核外电子数是34,所以是硒元素,故答案为:P;硒;
(2)根据VSEPR模型得,H3O+的价层电子对=3+(6-1-3×1)=4,有1个孤电子对,所以是三角锥形;BF3的价层电子对=3+(3-1×3)=3,无孤电子对,所以是正三角形,故答案为:三角锥形;正三角形;
(3)向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物氢氧化铜,继续添加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液[Cu(NH3)4]2+,有关反应的离子方程式为Cu2++2NH3H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-;故答案为:Cu2++2NH3H2O═Cu(OH)2↓+2NH4+;Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(4)体心立方晶胞中铁原子个数=1+8×=2;面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数=6×+8×=4,所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比1:2;
设体心立方中晶胞的棱长为x,铁原子的直径为A,则3x2=(2A)2,解得x=;铁原子直径=A,所以其晶胞体积=R3,面心立方中晶胞的对角线为2A,则其边长=A,其晶胞体积=2A3,体心立方的密度与面心立方的密度之比=: =3:8,故答案为:1:2;3:8。
【题目】除金、铂等极少数金属外,绝大多数金属元素以化合物形式存在于自然界中,将金属元素从其化合物中还原出来的工业工程称为金属的冶炼。下列材料描述了部分常见金属的冶炼方法。
①工业上冶炼镁的方法有两种,电解法和皮江法。电解法是电解熔融的氯化镁;皮江法是硅在高温下还原氧化镁。
②霍尔-埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石(Na3AlF6)为熔剂组成的电解质,在950-970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧气。
③冶炼锰一般用铝热法,即在高温下用铝还原二氧化锰。
④相关各物质熔点见下表:
物质 | Al2O3 | AlCl3 | MgO | MgCl2 | Al | Mn | Mg |
熔点/℃ | 2303 | 190 | 2800 | 712 | 660 | 1244 | 649 |
Ⅰ、根据上述信息回答下列问题:
(1)冶炼镁时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO,冶炼铝时电解熔融Al2O3而不电解熔融AlCl3的原因是______________________________________________。
(2)写出铝热法冶炼锰的化学方程式___________________________,
一般使用铝热法冶炼的金属具有哪些性质_____________________________。
(3)将铝和镁作电极分别插入稀硫酸、氢氧化钠溶液中,镁、铝分别作______极、_____极;写出介质是稀硫酸溶液时的正极电极反应式:______。
Ⅱ、下面是皮江法冶炼镁的工业流程示意图:
(1)气体a是_______。
(2)还原炉需控制温度为1200℃左右,并抽空气到近似真空。还原炉中发生的主要反应有____________________________、_______________________。
(3)还原炉中抽空气到近似真空的原因是________________________________。