题目内容

第题(分)硼的化学丰富多彩,也是材料化学研究的热点之一。

⑴ 最近美国Rice University的教授Boris Yakobson与其同事预测

了一种硼巴基球(Bn,如图所示)的存在,这种分子组成与C60相似,

但在它每个六边形的中心有一个额外的原子,显著提高了其稳定性。

则n=_______

⑵ 硼是制造超硬材料的元素之一。提高材料的硬度有两种方法,一是制造具有类似金刚石结构的物质,如立方BM,若M为第三周期的元素,则 M为_______(填元素符号),二是寻找 “不可压缩性的”的金属,这类金属具有高密度,低硬度的特点,它们和硼的化合物有异乎寻常的硬度,最近《Science》杂志报道合成了一种可与金刚石相媲美的超硬材料XB2,X是第VIIB族元素,则X为______(填元素名称)

⑶ 氮化硼纳米管是一种具有优异性能的材料,于1995年美国加州大学的教授首次合成。该材料可由高温热解法制得,用N2将由(NH4)2SO4与NaBH4反应生成的物质A带入含Co、Ni催化剂的硅晶基片上,加热到1000-1100℃反应生成,已知A为苯的等电子体,写出两步反应的方程式

⑴ 80   (2分)

⑵ P  , 铼   (2分, 各1分)

⑶ 3(NH4)2SO4+ 6 NaBH4 == 2B3N3H6 + 3Na2SO4 + 18 H2 

B3N3H6 == 3BN + 3H2   (2分, 各1分)


解析:

⑴ C60是个32面体,其中有12个正五边形,20个正六边形。根据题意,硼巴基球与C60相似,但是在每个正六边形中存在一个B原子,所以铼共有80个 B原子,化学式为B80,即n=80。

⑵ M应为第三周期第ⅤA元素,根据等电子原理, M应为磷元素。X是ⅦB元素,该族元共有Mn、Tc、Re、Sg四种元素,其中Sg有放射性,不考虑。根据题意,该材料具有“高密度,低硬度”,根据同族元素性质递变规律,可以断定该金属元素是铼。

⑶ A是苯的等电子体,结合题意,可以推断出A为B3N3H6,该产物既不是氧化产物,也不是还原产物;根据NaBH4具有较强还原性的特点,产物中还有H2生成,它既是氧化产物,也是还原产物;另一种产物为Na2SO4。利用氧化还原反应配平方法,配平该化学反应方程式,如下:

3(NH4)2SO4+ 6 NaBH4 == 2B3N3H6 + 3Na2SO4 + 18 H2

A分解形成BN,利用原子守恒关系,可以判断出产物中一定还有H2,然后配平化学反应方程式。

练习册系列答案
相关题目
如图所示装置是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去).请根据下列要求回答问题.

(1)若烧瓶中盛装Na2O2,分液漏斗中盛装浓氨水,则:
①烧瓶内除了能产生O2外,还能产生大量NH3.能产生大量NH3的原因是:
a.Na2O2与水反应,使溶剂减少,降低NH3的溶解量,使氨气逸出;
b.Na2O2与水反应,放热,使氨气逸出;
c.
Na2O2与水反应生成OH-,c(OH-)增大,抑制NH3?H2O的电离,有利于NH3的逸出
Na2O2与水反应生成OH-,c(OH-)增大,抑制NH3?H2O的电离,有利于NH3的逸出
;
②用产生的气体做氨的催化氧化实验,各仪器装置按气流方向(从左到右)连接顺序是:A→
D
D
→
B
B
→
E
E
.
(2)若烧瓶中盛装X g Zn片,分液漏斗中盛装稀H2SO4,则:
①当制备H2、验证H2还原性并检验H2的氧化产物,仪器连接顺序A→C→B→B→D时,两次使用B装置,第一个B装置中反应的化学方程式为
H2+CuO
  △  
.
 
H2O+Cu
H2+CuO
  △  
.
 
H2O+Cu
、第二个B装置中所盛的药品是
无水CuSO4
无水CuSO4
;D装置的作用是
防止空气中的水进入装置,干扰H2氧化产物的检验
防止空气中的水进入装置,干扰H2氧化产物的检验
.
②上述实验中如果使用的是纯锌,反应速度往往较慢,为了加快H2产生的速率可采取的方法有
a、c
a、c

a、将烧瓶放入热水中.b、将稀H2SO4改为浓H2SO4.c、在稀H2SO4溶液中滴入少量CuSO4.d、在稀H2SO4中加入少量固体NaCl.
③若锌片不纯(杂质不与稀H2SO4反应),稀H2SO4及B装置中固体足量,反应后测得第一个B装置质量的变化Y g,则锌片纯度为
65Y
16X
65Y
16X
.

第题(分)化学世界里有许多“另类”的物质。如亚铁盐在空气中通常不稳定,易被氧化,如FeSO4·7H2O。而(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶体比FeSO4·7H2O晶体等其它亚铁盐稳定许多,可在分析化学中做基准试剂。常温下FeSO4·7H2O在空气中容易失去结晶水成为FeSO4,而(NH4) 2Fe(SO4)2.·6H2O失去结晶水困难许多。

FeSO4·7H2O的晶胞参数为a=1.407nm,b=0.6503nm,c=1.104nm, α=γ=90.00°, β=105.57°密度为1.898g/cm3,无水FeSO4晶体中最近的Fe—O距离为0.212nm,S—O距离为0.151nm,Fe—S距离为0.475nm,Fe—Fe距离为0.769nm,(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O的晶胞参数为a=0.932nm,b=1.265nm,c=0.624nm,α=γ=90.00°,β=106.80°,密度为1.864g/cm3,最近的Fe—O距离0.209nm,S—O距离为0.149nm,Fe—Fe距离为0.486nm,NH4+—Fe距离为0.483nm,N—S距离为0.361nm

⑴ 计算一个FeSO4·7H2O晶胞和一个(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶胞分别所含原子个数

⑵ 晶体自身的结构如空隙大小直接影响化学反应进行的趋势,试通过计算说明

FeSO4·7H2O比(NH4) 2Fe(SO4)2.·6H2O更易被氧化

已知:O的共价半径为0.66nm,在晶体中+2价的Fe半径为0.061nm,—2价的O半径为0.121nm,+6价的S半径为0.029nm,—3价的N半径为0.148nm

⑶ FeSO4·7H2O在潮湿的空气中被氧化的产物为Fe(OH)SO4·3H2O,写出反应的化学方程式

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⑷ 在水溶液中(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O与FeSO4·7H2O稳定性相当,请分析其原因

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