【题目】铁被誉为“第一金属”,铁及其化合物在生活中有广泛应用。
(1)基态Fe3+第M层的电子排布式为_______________________。
(2)实验室用KSCN溶液、苯酚()检验Fe3+。N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为___________________(用元素符号表示),苯酚中碳原子的杂化轨道类型为____________。
(3)FeSO4常作补铁剂,SO42-的立体构型是_______________。
(4)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1molFe(CO)5分子中含_______molσ键,与CO互为等电子体的离子是________(填化学式,写一种)。
(5)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为________。
(6)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为_________;Fe2+与O2-的最短核间距为_____________ pm。
【答案】3s23p63d5 N>O>S sp2杂化 正四面体形 10 CN- 3∶1 12 ×1010
【解析】
根据原子或离子的核外电子排布规律分析解答;根据等电子体的概念分析解答;
(1) Fe原子核外有26个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能级2个电子和3d能级1个电子形成Fe3+,Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5 ,则M层电子排布式为:3s23p63d5;
故答案为:3s23p63d5;
(2) 根据同周期同主族元素性质递变规律判断,由于同一周期由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势,但氮原子2p轨道为半充满状态,第一电离能比相邻的元素都大,又由于同主族由上到下元素原子的第一电离能逐渐减小,N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>S;苯环中的C形成3个σ键,无孤电子对,所以苯酚中碳原子的杂化轨道类型为sp2杂化;
故答案为:N>O>S,sp2杂化;
(3) SO42-中S原子价层电子对=4+(6+2-4×2)=4,且不含孤电子对,所以其立体构型是正四面体,硫原子采取sp3杂化;
故答案为:正四面体;
(4) Fe和CO形成配位键,成键原子间只能形成一个σ键,因此1molFe(CO)5分子中含有10molσ键;等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团。与CO互为等电子体的离子可能是CN-,故答案为:10 ,CN-;
(5)观察图一晶胞可以发现该晶胞中Fe原子个数为:(6+6)×+2×+3=6,N原子数为2,故该晶体中铁、氮的微粒个数之比为6:2=3:1;
故答案为:3:1;
(6)从晶胞结构中可知,在该晶胞中,与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为12个,1个晶胞中含有Fe2+个数为:6×+8×含有O2-个数为:12×+1原子Fe2+与O2-的最短核间距是晶胞单元的棱长,设氧化亚铁的晶胞的单元棱长为apm,可得到等量关系:ρ×a3=,可得到a=×1010pm。
故答案为:12 , ×1010。
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【题目】文献表明:工业上,向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁;相同条件下,草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+。为检验这一结论,雅礼中学化学研究性小组进行以下实验:
资料:i. 草酸(H2C2O4)为二元弱酸。
ii. 三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)33H2O]为翠绿色晶体,光照易分解。其水溶液中存在[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42- K=6.3×10-21
iii.FeC2O42H2O为黄色固体,溶于水,可溶于强酸。
(实验1)用以下装置制取无水氯化亚铁
(1)仪器a的名称为___________。
(2)欲制得纯净的FeCl2,实验过程中点燃A、C酒精灯的先后顺序是___________。
(3)若用D的装置进行尾气处理,存在的问题是__________、___________。
(实验2)通过Fe3+和C2O42-在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。
(4)取实验2中少量晶体洗浄,配成溶液,漓加KSCN溶液,不变红。继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是______________。
(5)经检验,翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)33H2O。设计实验,确认实验2中没有发生氧化还原反应的操作和现象是_____。
(6)取实验2中的翠绿色溶液光照一段时间,产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式:_____Fe(C2O4)3]3-+____H2O____FeC2O4·2H2O↓+__________+_______
(实验3)研究性小组又设计以下装置直接比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱,并达到了预期的目的。
(7)描述达到期目的可能产生的现象:_____________________。
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【题目】RLClaisen双酯缩合反应的机理如下:2RCH2COOC2H5+C2H5OH,利用该反应制备化合物K的一种合成路线如图
试回答下列问题:
(1)A与氢气加成所得芳香烃的名称为______;A→B的反应类型是______;D中含氧官能团的名称是______。
(2)C的结构简式为______;F→G的反应除生成G外,另生成的物质为______。
(3)H→K反应的化学方程式为______。
(4)含有苯环结构的B的同分异构体有______种(B自身除外),其中核磁共振氢谱显示3组峰的结构简式为______(任写一种即可)。
(5)乙酰乙酸乙酯()是一种重要的有机合成原料,写出由乙醇制备乙洗乙酸乙時的合成路线(无机试剂任选):______。
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【题目】某学习小组为了探究BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2O反应速率(v)与反应物浓度的关系,在20℃进行实验,所得的数据如下表:
实验编号 离子浓度 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
c(H+)/mol·L-1 | 0.008 | 0.008 | 0.004 | 0.008 | 0.004 |
c(BrO3-)/mol·L-1 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.002 | 0.002 |
c(Br-)/mol·L-1 | 0.10 | 0.20 | 0.20 | 0.10 | 0.40 |
v/mol·L-1·s-1 | 2.4×10-8 | 4.8×0-8 | 1.2×10-8 | 4.8×10-8 | v1 |
下列结论正确的是
A. 反应物BrO3-、Br-、H+的浓度对该反应速率的影响程度完全相同
B. 实验②、④,探究的是c(BrO3-)对反应速率的影响
C. 若该反应速率方程为v=kca(BrO3-)cb(Br-)cc(H+)(k为常数),则c=1
D. 实验⑤中,v1=4.8×10-8
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【题目】NVCO{化学式可表示为(NH4)a[(VO)b(CO3)c(OH)d]·10H2O}能用于制取VO2,实验室可由V2O5、N2H4·2HCl、NH4HCO3为原料制备NVCO。
(1)原料NH4HCO3中HCO3-水解的离子方程式为____________。
(2) N2H4·2HCl是N2H4的盐酸盐。已知N2H4在水中的电离方式与NH3相似,25 ℃时,K1=9.55×10-7。该温度下,反应N2H4+H+N2H5+的平衡常数K=________(填数值)。
(3)为确定NVCO的组成,进行如下实验:
①称取2.130 g样品与足量NaOH充分反应,生成NH3 0.224 L(已换算成标准状况下)。
②另取一定量样品在氮气氛中加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如下图所示(分解过程中各元素的化合价不变)。
根据以上实验数据计算确定NVCO的化学式(写出计算过程)________________。
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【题目】下列实验装置能达到实验目的的是
A.除去淀粉溶液中的NaCl
B.比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
C.制备Fe(OH)2
D.测定过氧化钠的纯度
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【题目】某反应由两步反应ABC构成,它的反应能量曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述不正确的是( )
A. A→C的反应为放热反应 B. 稳定性C>A>B.
C. A→C的反应中,△H=(E2+E4)-(E1+E3) D. 加入催化剂不会改变反应的焓变
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【题目】NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生反应:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
(1)上述反应中氧化剂是__,还原性I-__NO(填“>”或“<”)。
(2)根据上述反应,鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有①水、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋,你认为必须选用的物质有__(填序号)。
(3)请配平以下化学方程式:__Al+__NaNO3+__NaOH=__NaAlO2+__N2↑+_H2O
若反应过程中转移5mol电子,则生成标准状况下N2的体积为__L。
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【题目】请根据要求书写出方程式。
(1)NO2与水形成酸雨的化学方程式为______________________________。
(2)1754年,Briestly用硵砂(主要成份NH4Cl)和熟石灰共热制得了氨,化学反应方程式为______________________________。
(3)Ertl(获2007年诺贝尔化学奖)对合成氨机理进行深入研究,并将研究成果用于汽车尾气处理中,在催化剂存在下可将NO和CO反应转化为两种无色无毒气体,用化学反应方程式表示这个过程_________________________________。
(4)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物,生成物为可参与大气循环的气体,请写出CH4与NO反应的化学方程式_________________________________。
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