题目内容
【题目】东晋《华阳国志南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为__,3d能级上的未成对的电子数为__。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是__。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为__,提供孤电子对的成键原子是__。
③氨的沸点___(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是__;氨是__分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为__。
(3)单质铜及镍都是由__键形成的晶体:元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是__。
(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
![]()
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为__。
②若合金的密度为dg/cm3,晶胞参数a=__nm。
【答案】1s22s22p63s23p63d84s2或3d84s2 2 正四面体 配位键 N 高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3 金属 铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子 3:1
×107
【解析】
(1)镍是28号元素,位于第四周期Ⅷ族,根据核外电子排布规则,其基态原子的电子排布式为1s22s2 2p63s23p63d84s2,3d能级有5个轨道,先占满5个自旋方向相同的电子,剩余3个电子再分别占据三个轨道,电子自旋方向相反,所以未成对的电子数为2。故答案为:1s22s22p63s23p63d84s2;2;
(2)①根据价层电子对互斥理论,SO42-的σ键电子对数等于4,孤电子对数为(6+2-2×4)÷2=0,则阴离子的立体构型是正四面体形。故答案为:正四面体;
②根据配位键的特点,在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为配位键,提供孤电子对的成键原子是N。故答案为:配位键;N ;
③分子间存在氢键,分子间作用力强,所以氨的沸点高于膦(PH3);根据价层电子对互斥理论,氨中心原子N的σ键电子对数等于3,孤电子对数为(5-3)÷2=1,则中心原子是sp3杂化,分子成三角锥形,正负电荷重心不重叠,氨是极性分子。
故答案为:高于;NH3分子间可形成氢键;极性;
(3)铜和镍属于金属,则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体;铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子,所以ICu>INi。故答案为:金属;铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子;
(4)①根据均摊法计算,晶胞中铜原子个数为6×
=3,镍原子的个数为8×
=1,则铜和镍原子的数量比为3:1。故答案为:3:1;
②根据上述分析,该晶胞的组成为Cu3Ni,若合金的密度为dg·cm-3,根据ρ=m÷V,则晶胞参数a=
×107nm。故答案为:
×107。
【题目】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
![]()
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是______________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnz2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=
时,z=___________。