题目内容
【题目】2019年诺贝尔化学奖授予三位开发锂离子电池的科学家。TiS2、LiCoO2、LiFePO4、LiMnO2、Cu与磷的化合物等都是研究电池的常用材料。请回答下列问题。
(1)Co4+中存在__种不同能量的电子。
(2)你预测第一电离能:Cu__Zn(填“>”或“<”)。请说出你的理由:__。
(3)已知下列化合物的熔点:
化合物 | AlF3 | GaF3 | AlCl3 |
熔点/℃ | 1040 | 1000 | 194 |
表格中卤化物的熔点产生差异的原因是:___。
(4)直链多磷酸盐的阴离子有复杂的结构,焦磷酸根离子、三磷酸根离子结构如图:
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这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为___(用n代表P原子数)。
(5)钴蓝晶胞结构如图1所示,该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成如图2,则钴蓝晶体的化学式为___。在晶体中,某些原子位于其它原子围成的空隙中,如图3中●原子就位于最近的4个原子围成的正四面体空隙中。在钴蓝晶体中,Al3+位于O2-形成的___空隙中。若阿伏加德罗常数用NA表示,则钴蓝晶体的密度为___g·cm-3(列计算式即可,不必化简)。
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【答案】6 < 由于铜的核电荷数比锌小,原子半径比锌大,并且最外层是不稳定的4s1结构,而锌是相对稳定的4s2结构。所以气态铜易失去一个电子,即第一电离能较低 AlF3与GaF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,又由于Al3+半径小于Ga3+,离子键较强(晶格能较大),所以有熔点AlF3>GaF3>AlCl3 (PnO3n+1)(n+2)-或PnO3n+1(n+2)- CoAl2O4 八面体
【解析】
(1)不同能级的电子能量不同;
(2)原子轨道处于全满、半满、全空时为稳定状态;
(3)AlF3、GaF3为离子晶体,Al3+半径小于Ga3+,AlCl3为分子晶体;
(4)根据焦磷酸根离子、三磷酸根离子结构,重复单元为
;
(5)根据均摊原则计算晶胞的化学式;
;
(1)不同能级的电子能量不同;Co4+的核外电子排布式是1s22s2sp63s23p63d5,存在6种不同能量的电子;
(2)Cu核外电子排布式是1s22s2sp63s23p63d104s1 ,Zn核外电子排布式是1s22s2sp63s23p63d104s2,由于铜的核电荷数比锌小,原子半径比锌大,并且最外层是不稳定的4s1结构,而锌是相对稳定的4s2结构。所以气态铜易失去一个电子,即第一电离能较低;
(3)AlF3与GaF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,又由于Al3+半径小于Ga3+,离子键较强(晶格能较大),所以有熔点AlF3>GaF3>AlCl3;
(4)根据焦磷酸根离子、三磷酸根离子结构,重复单元为
,所以氧原子数是磷原子数的3倍加1,电荷数是磷原子数加2;所以这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n+1)(n+2)-;
(5)Ⅰ型立体结构含有Co原子数是
、O原子数是4,Ⅱ型小立方体含有Co原子数是
、O原子数是4、Al原子数是4,该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成,所以1个晶胞含有Co原子数是8、O原子数是32、Al原子数是16,钴蓝晶体的化学式为CoAl2O4;根据图示,在钴蓝晶体中,Al3+位于O2-形成的八面体空隙中;晶胞中含有Co原子数是8、O原子数是32、Al原子数是16,晶胞的体积是
,所以密度是
。
【题目】将气体X通入溶液A(如下图,尾气吸收装置略)中,实验现象能够支持结论的是
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选项 | 气体X | 溶液A及反应现象 | 结论 |
A. | 乙醇与浓硫酸共热170℃产生的气体 | Br2的水溶液由橙黄色变为无色 | 乙烯与溴发生反应 |
B. | 电石与饱和食盐水反应产生的气体 | KMnO4酸性溶液紫色逐渐变浅 | 乙炔被高锰酸钾酸性溶液氧化 |
C. | 溴乙烷与氢氧化钠醇溶液共热生成的气体 | Br2的水溶液由橙黄色变为无色 | 乙烯与溴发生反应 |
D. | 碳酸钠固体与醋酸溶液反应产生的气体 | 苯酚钠溶液中出现白色沉淀 | 碳酸的酸性强于苯酚 |
A. A B. B C. C D. D