题目内容

11.新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向.
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得.
①基态Cl原子中,电子占据的最高能层符号为M,该能层具有的原子轨道数为9.
②LiBH4由Li+和BH4-构成,BH4-的立体结构是正四面体,B原子的杂化轨道类型是sp3.
③Li、B、H元素的电负性由小到大小排列顺序为H>B>Li.
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料.
①LiH中,离子半径:Li+<H-(填“>”、“=”或“<”).
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物.M的部分电离能如下表所示:
I1/kJ•mol-1I2/kJ•mol-1I3/kJ•mol-1I4/kJ•mol-1I5/kJ•mol-1
738145177331054013630
M是Mg(填元素符号).
(3)NaH具有NaCl型晶体结构,已知NaH晶体的晶胞参数a=488pm,Na+半径为102pm,H-的半径为142pm,NaH的理论密度是1.37g•cm-3.[Na-23].

分析 (1)①Cl原子核外电子数为17,基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p5,据此解答;
②根据价层电子对互斥理论确定离子空间构型、B原子的杂化轨道类型;
③元素的非金属性越强,其电负性越大;
(2)①核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小;
②该元素的第III电离能剧增,则该元素属于第IIA族;
(3)NaH具有NaCl型晶体结构,食盐晶体里Na+和Cl-的间距为棱长的一半,据此分析解答.

解答 解:(1)①基态Cl原子中电子占据的最高能层为第3能层,符号M,该能层有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道,共有9 个原子轨道,
故答案为:M;9;
②BH4-中B原子价层电子数=4+$\frac{1}{2}$×(3+1-4×1)=4,B原子的杂化轨道类型是sp3杂化,且不含孤电子对,所以是正四面体构型,
故答案为:正四面体;sp3;
③非金属的非金属性越强其电负性越大,非金属性最强的是H元素,其次是B元素,最小的是Li元素,所以Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为H>B>Li,
故答案为:H>B>Li;
(2)①核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,锂的质子数为3,氢的质子数为1,Li+、H-核外电子数都为2,所以半径Li+<H-,
故答案为:<;
②该元素的第III电离能剧增,则该元素属于第IIA族,为Mg元素,
故答案为:Mg;
(3)NaH具有NaCl型晶体结构,NaH晶体的晶胞参数a=488pm(棱长),Na+半径为102pm,H-的半径为$\frac{488-102×2}{2}$=142pm,该晶胞中钠离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,氢离子个数=12×$\frac{1}{4}$+1=4,NaH的理论密度是ρ=$\frac{4M}{{N}_{A}V}$=$\frac{24×4}{6.02×1{0}^{23}×48{8}^{3}×1{0}^{-30}}$≈1.37,

故答案为:142pm;1.37.

点评 本题考查物质结构和性质,涉及核外电子排布、杂化方式的判断、空间构型的判断、晶胞的计算等知识点,难点是晶胞的计算,灵活运用公式是解本题关键,难度中等.

练习册系列答案
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2.由软锰矿制备KMnO4的主要反应为:
熔融氧化3MnO2+KClO3+6KOH$\stackrel{高温}{→}$3K2MnO4+KCl+3H2O
加酸歧化3K2MnO4+2CO2→2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
已知相关物质的溶解度(20℃)
物质K2CO3KHCO3K2SO4KMnO4
溶解度g/100g11133.711.16.34
(1)在实验室进行“熔融氧化”操作时,应选用铁棒、坩埚钳、泥三角和a(填序号)
a.铁坩埚       b.蒸发皿       c. 瓷坩埚      d.烧杯
(2)在“加酸岐化”时不宜用硫酸的原因是生成K2SO4溶解度小,会降低产品的纯度;不宜用盐酸的原因是盐酸具有还原性,会被氧化,降低产品的量.
反应后得到KMnO4的步骤是:过滤、蒸发结晶、趁热过滤.
该步骤能够得到KMnO4的原理是KMnO4和K2CO3的溶解度不同.
(3)草酸钠滴定法测定KMnO4质量分数步骤如下:
(已知涉及到的反应:Na2C2O4+H2SO4→H2C2O4(草酸)+Na2SO4
5H2C2O4+2MnO4-+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O
Na2C2O4的式量为134        KMnO4的式量为158)
Ⅰ.称取0.80g 的KMnO4产品,配成50mL溶液.
Ⅱ.称取0.2014gNa2C2O4,置于锥形瓶中,加蒸馏水溶解,再加少量硫酸酸化.
Ⅲ.将瓶中溶液加热到75~80℃,趁热用Ⅰ中配制的KMnO4溶液滴定至终点.消耗KMnO4溶液8.48mL.
①判断达到滴定终点的标志是无色变为紫色且半分钟不褪色.
②样品中高锰酸钾的质量分数为0.700(保留3位小数).
③加热温度大于90℃,部分草酸发生分解,会导致测得产品纯度偏高(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
16.世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯.二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热.实验室以电解法制备ClO2的流程如下:

(1)ClO2中所有原子不是(填“是”或“不是”)都满足8电子结构.上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,除去杂质气体可选用C
A.饱和食盐水    B.碱石灰    C.浓硫酸    D.蒸馏水
(2)稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品,下列说法正确的是A、B、C、D
A.二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B.应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期
C.稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
D.在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和监测及警报装置
(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备.化学反应方程式为
2NaClO3+4HCl(浓)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O.缺点主要是产率低、产品难以分离,还可能污染环境.
(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备,化学方程式是2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2,此法相比欧洲方法的优点是安全性好,没有产生毒副产品.
(5)科学家又研究出了一种新的制备方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学反应方程式为H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O.此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用.

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