Question

【题目】工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3 ，含有Al2O3、SiO2等杂质)为原料生产重铬酸钠Na2Cr2O7·2H2O，其流程如下：

查阅资料得知:

①常温下，NaBiO3难溶于水，有强氧化性。

②常温下，Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 lg2.5=0.4

③物质溶解度曲线如图所示。

回答下列问题：

(1)Na2Cr2O7·2H2O铬的价态是____，H2O2的电子式为__________。

(2)NaBiO3的作用__________。

(3)滤渣D的成分是__________。

(4)操作a的名称是________、__________。

（5）电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-。处理该废水的流程为：

①流程中，Na2S2O3参与反应的的离子方程式__________。

②a＝_______，Cr3+已沉淀完全［此时c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］；若pH>a时，Cr(OH)3开始溶解，溶解时的离子方程式为_______。

【答案】 +6 作氧化剂，氧化Cr3+ Al(OH)3 蒸发结晶 趁热过滤 3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O 5.6 Cr(OH)3 + OH- = CrO2-+ 2H2O或Cr(OH)3 + OH - = Cr(OH)4-

【解析】(1)Na2Cr2O7·2H2O中钠的化合价为+1价，氧的化合价为-2价，氢的化合价为+1价，根据化合物中各元素化合价代数和为0可推出铬的价态为+6价，H2O2的电子式为；(2)根据已知条件可知，NaBiO3有强氧化性，其作用为作氧化剂，氧化Cr3+；(3)溶液C中加入过量NaBiO3和适量氢氧化钠后溶液pH增大，Al3+转化为沉淀，故滤渣D的成分是Al(OH)3；(4) Na2Cr2O7、Na2SO4混合溶液通过操作a后得到Na2SO4固体和溶液E，溶液E主要含有Na2Cr2O7，故操作a是将溶解度随温度变化情况不同的两溶质从溶液中分离，根据图中溶解度曲线可知，其名称是蒸发结晶、趁热过滤；（5）①流程中，含Cr2O72-的废水中加入Na2S2O3溶液转化为含的Cr3+废水，发生反应的的离子方程式为：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O；②Cr3+已沉淀完全［此时c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］时， Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH-)=1×10-5mol·L-1×c3(OH-)=6.4×10-31，则c3(OH-)==6.4×10-26，c(OH-)=4.0×10-9，c(H+)===2.5×10-6，pH=-lgc(H+)=5.6，故a＝5.6；若pH>a时，Cr(OH)3开始溶解，溶解时的离子方程式为Cr(OH)3 + OH- = CrO2-+ 2H2O或Cr(OH)3 + OH - = Cr(OH)4-。

【题型】综合题
【结束】
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【题目】【化学—选修3：物质结构与性质】铜、硼、硅、砷等元素的化合物是制造新型激光武器和新型太阳能电池的重要材料。回答下列问题：

（1）基态硅（2814Si）原子中，电子占据的最高能层的轨道数有______个。

（2）已知：蓝色晶体（CuSO4·5H2O） 天蓝色溶液 深蓝色溶液深蓝色晶体

①蓝色晶体中阴离子的空间构型是_________；

②天蓝色溶液中的阳离子是_____，其配体中心原子的杂化轨道类型是________；

③24.6g深蓝色晶体（其摩尔质量为246g.mol-1）中配离子含有的σ键数是_____；

④实验测得无水乙醇易溶于水，其原因是______________。

（3）砷化镓是具有空间网状结构的晶体，熔点为1230℃，是优良的第三代半导体材料。

①砷化镓属于________晶体。已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是_____（填化学式），其理由是_________。上述两种晶体中的四种元素电负性最小的是_______（填元素符号）。

②砷化镓晶胞结构如图所示。其晶胞边长为a pm，密度为_______g.cm-3。（砷化镓的摩尔质量为M g.mol-1，阿伏伽德罗常数为NA）

Answer 1

【答案】 9 四面体 [Cu(H2O)4]2+ sp3 1.6NA 乙醇分子与水分子间存在氢键，乙醇分子和水分子都是极性分子 原子晶体 BN 二者均为原子晶体，B、N间的键长比Ga、As的键长短，键能大 Ga 4Mx1030/a3NA

【解析】（1）基态硅（2814Si）原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p2，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1+3+5=9；（2）①蓝色晶体CuSO4·5H2O中阴离子SO42-，根据价层电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键+孤电子对个数，SO42-中中心原子S的价层电子对为=4，孤电子对数为=0，不含孤电子对，所以空间构型是正四面体结构；②蓝色晶体溶于水得到天蓝色溶液中的阳离子是[Cu(H2O)4]2+；其配体H2O中心原子O原子杂化轨道数为=4，，采取sp3杂化方式；③每个配离子[Cu(NH3)4]2+含有的σ键数是3×4+4=16，故24.6g深蓝色晶体{[Cu(NH3)4]SO4H2O }为0.1mol，其中配离子[Cu(NH3)4]2+含有的σ键数是0.1mol×16×NA mol-1=1.6NA；④乙醇分子与水分子间存在氢键，乙醇分子和水分子都是极性分子，故无水乙醇易溶于水；（3）①砷化镓是具有空间网状结构的晶体，熔点为1230℃，是优良的第三代半导体材料，与晶体硅相似，故砷化镓属于原子晶体；氮化硼与砷化镓都属于原子晶体，B、N间的键长比Ga、As的键长短，键能大，故BN晶体熔点较高；非金属性越强，电负性越强，则B、N、Ga、As四种元素电负性最小的Ga；②一个晶胞中含有As 8×+6×=4个，Ga在内部，共4个，即一个晶胞中含有4个砷化镓，其晶胞边长为apm=a×10-10cm，V=a3×10-30cm3，密度为=。