题目内容
【题目】碳族元素的单质和化合物具有非常重要的作用。请回答下列问题。
(1)碳族元素中最早用于制造半导体器件的是__(填元素名称),其价电子排布式为___。
(2)CH3OH分子中C原子的杂化方式为__,SCN-的空间构型为___。
(3)①烷烃(CnH2n+2)随n的增大其熔沸点升高,原因是__。
②硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都很少,原因是__。
(4)如图是SiO2晶胞,构成二氧化硅晶体结构的最小环是由__个原子构成。已知晶胞参数为apm,则其晶胞密度为__g·cm-3。
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【答案】锗 4s24p2 sp3杂化 直线型 烷烃分子组成和结构相似,随着n值增大,相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔沸点升高 Si-Si键,Si-H键键能比较小,易断裂,不易形成长的硅链 12
【解析】
(1)最早用于制造半导体器件的的碳族元素是锗,锗是32号元素,位于第四周期,其价电子排布式为:4s24p2,故答案为:锗;4s24p2;
(2)CH3OH中,价层电子对数=σ键电子对数(4)+中心原子上的孤电子对数(0)=4,所以碳原子采取sp3杂化,SCN-的中心C原子:价层电子对数=σ键电子对数(2)+中心原子上的孤电子对数(0)=2,所以SCN-中C的杂化方式为sp杂化,SCN-的空间构型为直线型,故答案为:sp3杂化;直线型;
(3)①烷烃分子组成和结构相似,随着n值增大,相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔化和气化时,所需克服的分子间作用力增大,熔沸点升高,故答案为:烷烃分子组成和结构相似,随着n值增大,相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔沸点升高;
②比起C-C键,C-H键,Si-Si键,Si-H键键能比较小,易断裂,不易形成长的硅链,但是C-C是可以形成很长碳链的,故答案为:Si-Si键,Si-H键键能比较小,易断裂,不易形成长的硅链;
(4)从SiO2晶胞来看,构成二氧化硅晶体结构的最小环包含6个Si,6个O,共12个原子,均摊法可得:每个SiO2晶胞中Si的个数=8×
+6
+4=8,O原子数=16,所以1mol晶胞的质量=(28×8+16×16)g=480g,那么每个晶胞的质量m=
,因为晶胞参数=apm=a×10-10cm,所以每个晶胞的体积V=(a×10-10cm)3,由
=
=
g·cm-3,故答案为:12;
。
【题目】酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:
化合物 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-17 | 10-17 | 10-39 |
(1)Fe(OH)3沉淀溶解平衡常数(Ksp)的表达式是什么?__________________。
(2)Fe(OH)3能否溶于稀硫酸?________。试用沉淀溶解平衡理论解释。____________。
(3)常温下,若使FeCl3溶液中的Fe3+沉淀完全,需加入NaOH溶液调整溶液的pH为多少?(离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,即可认为该离子沉淀完全)_____________。
(4)向等物质的量浓度的Zn2+、Fe3+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先产生的沉淀是什么?_____________。
(5)若在ZnCl2溶液中混有少量的Fe2+,应如何除去?_________。
【题目】工业上以硫酸泥(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)为原料提取硒,流程如图:
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(1)“脱硫”过程中,温度控制在95℃,原因是___。
(2)“氧化”过程中,Se转化成H2SeO3,该反应的化学方程式为___。
(3)“还原”过程是通过控制电位还原的方法将电位高的物质先还原,电位低的物质保留在溶液中。下表是将“过滤Ⅰ”所得滤液中所含物质还原对应的电位。控制电位在0.782~1.692V,可除去“过滤Ⅰ”所得滤液中残留的ClO2。
名称 | Cu2+/Cu | Zn2+/Zn | Fe2+/Fe | Fe3+/Fe2+ | ClO2/Cl- | H2SeO3/Se |
电位/V | 0.435 | -0.885 | -0.463 | 0.782 | 1.692 | 0.743 |
为使硒和杂质金属分离,加入Na2SO3还原时,电位应控制在___范围;H2SeO3(弱酸)还原为硒的离子反应方程式为___。
(4)滤液Ⅱ中主要存在的金属阳离子有Zn2+、Na+、___。
(5)所得粗硒需精制。向粗硒浸出液中加入Na2S溶液可以将残留的Fe2+等微量杂质离子转化为沉淀而除去。已知25℃时Ksp(FeS)=6.0×10-18,要使溶液中Fe2+沉淀完全[c(Fe2+)≤1.0×10-5mol·L-1],则需控制溶液中c(S2-)≥___mol·L-1。