19.(12分)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
⑴A和B的单质单位质量的燃烧热大,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
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电离能(kJ/mol) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
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A |
932 |
1821 |
15390 |
21771 |
|
B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
①某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如右图所示,该同学所画的电子排布图违背了 。
②根据价层电子对互斥理论,预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为 。
⑵氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。
①已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为145~140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确并阐述理由 。
②科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C60分子的个数比为
。
③继C60后,科学家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是 。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构,则Si60分子中π键的数目为 。
化学答卷纸
18. (12分)某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
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物质 |
Al |
Al2O3 |
Fe |
Fe2O3 |
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熔点/℃ |
660 |
2054 |
1535 |
1462 |
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沸点/℃ |
2467 |
2980 |
2750 |
- |
I.⑴某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答: (填“合理”或“不合理”)
⑵设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。反应的离子方程式为 。
⑶实验室溶解该熔融物,在下列试剂中最适宜的试剂是 (填序号)。
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
II.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。
试回答下列问题:
⑴图中OC段没有沉淀生成,原因是 。
⑵在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为 ;上述现象说明溶液中___ _结合OH-的能力比 强(填离子符号)。
⑶B与A的差值为 mol。
⑷B点对应的沉淀的物质的量为 mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为 mL
16.(12分)已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不不反应)。某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。
步骤一:电解精制:
请回答以下问题:
电解时,阴极上的电极反应式为 ;
电解过程中,硫酸铜的浓度变化 ;
步骤二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理:
![]()
⑴阳极泥的综合利用:
稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请你写出该步反应的离子方程式:
。
残渣含有极少量的黄金,如何回收金,他们查阅了有关资料,了解到了一些有关金的知识,以下是他们获取的一些信息:
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序号 |
反应 |
平衡常数 |
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1 |
Au + 6HNO3(浓)= Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O |
<< 1 |
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2 |
Au3+ + 4Cl-
= AuCl4- |
>>1 |
从中可知,金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比1∶3的混合物),请你简要解释金能够溶于王水的原因:
⑵滤液含量的测定:
以下是该小组探究滤液的一个实验流程:
![]()
则100ml滤液中Cu2+ 的浓度为 mol·L-1 ,Fe2+的浓度为 mol·L-1。