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【化学——选修3:物质结构与性质】钴(Co)是人体必需的微量元素。含钴化合物作为颜料,具有悠久的历史,在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用。

请回答下列问题:

(1)Co基态原子的电子排布式为

(2)酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学疗法中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用。其结构如图所示,中心离子为钴离子。

①酞菁钴中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为 ;(用相应的元素符号作答);碳原子的杂化轨道类型为

②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是

(3)CoCl2中结晶水数目不同呈现不同的颜色。

CoCl2可添加到硅胶(一种干燥剂,烘干后可再生反复使用)中制成变色硅胶。简述硅胶中添加CoCl2的作用:

(4)用KCN处理含Co2+的盐溶液,有红色的Co(CN)2析出,将它溶于过量的KCN溶液后,可生成紫色的[Co(CN)6]4-,该配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-,写出该反应的离子方程式:

(5)Co的一种氧化物的晶胞如右图所示,在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有_________个;筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在 5K 下呈现超导性的晶体,该晶体具有CoO2的层状结构(如下图所示,小球表示Co原子,大球表示O原子)。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成是

练习册系列答案
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硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。

(1)工业制硫酸时所用硫铁矿的主要成分为FeS2,其中硫元素的化合物为

(2)硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有 (任写一种)。

(3)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 (填写序号)。

A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B.使用V2O5作催化剂

C.转化器中使用适宜的温度 D.净化后的炉气中要有过量的空气

E.催化氧化在常压下进行 F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3

(4)在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:

2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1

在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO2分离后,将未转化的SO2进行二次转化,假若两次SO2的转化率均为95%,则最终SO2的转化率为

(5)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔))。

①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。____________________________________________________________________。

②工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。(只写出2个方程式即可)

______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

(6)实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4•7H2O),聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3﹣0.5n]m,制备过程如图所示,下列说法正确的是

A.炉渣中FeS与硫酸和氧气的反应的离子方程式为:4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O

B.气体M的成分是SO2,通入双氧水得到硫酸,可循环使用

C.向溶液X中加入过量铁粉,充分反应后过滤得到溶液Y,再将溶液Y蒸发结晶即可得到绿矾

D.溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,若其pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏大

铜及其化合物在工业上有许多用途。回答下列问题:

(1)某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:

①浸取反应中氧化剂的化学式为 ;滤渣Ⅰ的成分为MnO2和 (写化学式)。

②“除铁”这一步反应在25℃进行,加入的试剂A为__________,若加A后溶液的PH调为4,溶液中Fe3+离子浓度为 mol/L。(已知Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38)

③“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式

④ 滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是 (写化学式)。

(2)某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜,进行了一系列探究活动。

①下图1为某实验小组设计的原电池装置,盐桥内装载的是足量用饱和氯化钾溶液浸泡的琼脂,反应前电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差25.8g,则导线中通过了_____ mol电子,若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动,则乙池电解质溶液的质量与实验前的电解质溶液的质量差△m= g。

②其他条件不变,若将盐桥换成光亮的U形弯铜丝浸入甲池与乙池,如图2所示,电流计指针偏转方向与先前一样,但偏转角度明显减小。一段时间后,乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一层紫红色固体,则甲池铜丝附近溶液的pH___(填“减小”、“增大”或“不变”) ,乙池中石墨为_____极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”) 。

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