【题目】钴(Co)是人体必需的微量元素。含钴化合物作为颜料,具有悠久的历史,在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用。请回答下列问题:
(1)Co基态原子的价电子排布图为______;
(2)酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学疗法中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用。其结构如图所示,中心离子为钴离子。
①酞菁钴中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为;______(用相应的元素符号作答);碳原子的杂化轨道类型为______;
②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是______;
(3)CoCl2中结晶水数目不同呈现不同的颜色。
CoCl2可添加到硅胶(一种干燥剂,烘干后可再生反复使用)中制成变色硅胶。简述硅胶中添加CoCl2的作用________;
(4)用KCN处理含Co2+的盐溶液,有红色的Co(CN)2析出,将它溶于过量的KCN溶液后,可生成紫色的[Co(CN)6]4-,该配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-,写出该反应的离子方程式:________;
(5)Co的一种氧化物的晶胞如右图所示,在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有_________个;筑波材料科学国家实验室的一个科研小组发现了在 5K 下呈现超导性的晶体,该晶体具有CoO2的层状结构(如下图所示,小球表示Co原子,大球表示O原子)。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是________。
【答案】 N>C>H sp2 2、4 随着硅胶的吸湿和再次烘干,二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化,通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度 2[Co(CN)6]4-+2H2O
2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH– 12 D
【解析】(1)Co为27号元素,原子核外电子数为27,根据能量最低原理,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d74s2,价电子排布图为,故答案为:
;
(2)①酞菁钴中三种非金属原子为C、N、H,同周期自左而右电负性增大,非金属性越强电负性越大,故电负性N>C>H;分子中C原子均形成3个σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3,碳原子的杂化轨道类型为 sp2,故答案为:N>C>H;sp2;
②含有孤对电子的N原子与Co通过配位键结合,形成配位键后形成4对共用电子对,形成3对共用电子对的N原子形成普通的共价键,1号、3号N原子形成3对共用电子对为普通共价键,2号、4号N原子形成4对共用电子对,与Co通过配位键结合,故答案为:2,4;
(3)随着硅胶的吸湿和再次烘干,二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化,通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度,故答案为:随着硅胶的吸湿和再次烘干,二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化,通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度;
(4)[Co(CN)6]4-配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-,只能是水中氢元素被还原为氢气,根据电荷守恒有氢氧根离子生成,该反应离子方程式为:2[Co(CN)6]4-+2H2O2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH -,故答案为:2[Co(CN)6]4-+2H2O
2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH -;
(5)由氧化物晶胞结构可知晶胞中Co、O原子数目之比为1:2,假设黑色球为Co原子,以顶点Co原子为研究对象,与之等距离且最近的钴原子位于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子数目为=12;CoO2的重复结构单元示意图中Co、O原子数目之比应为1:2,由图像可知:
A中Co、O原子数目之比为1:4×=1:2,符合,B中Co、O原子数目之比为(1+4×
):4=1:2,符合,C中Co、O原子数目之比为4×
:4×
=1:2,符合,D中Co、O原子数目之比为1:4×
=1:1,不符合,故答案为:12;D。
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【题目】分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是( )
A. ①②中Mg作为负极,③④中Fe作为负极
B. ②中Mg作为正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑
C. ③中Fe作为负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
D. ④中Cu作为正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑
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【题目】下列说法不正确的是( )
A.丁达尔效应可用于鉴别胶体和溶液
B.胶体粒子的直径在1~100 nm之间
C.胶体一定是混合物
D.将FeCl3稀溶液溶于冷水即可制得Fe(OH)3胶体
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【题目】元素A原子的L电子层比元素B原子的L电子层少 3个电子,B元素原子核外电子总数比A元素原子核外电子总数多5个,则A、B形成的化合物的化学式可能为( )
A.B2A3B.B3A2
C.A2B3D.BA2
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【题目】某学生应用如下图所示的方法研究物质的性质,其中气体A的主要成分是氯气,杂质是空气和水蒸气。回答下列问题:
(1)该项研究(实验)的主要目的是__________________________________。
(2)浓H2SO4的作用是 _______________________,与研究目的直接相关的实验现象是___________________。
(3)从物质性质的方面来看,这样的实验设计还存在不妥之处,有隐患,隐患表现为__________________。请在D处以图的形式表明克服隐患的措施__________。
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【题目】某强酸性溶液X中可能含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32﹣、SO32﹣、SO42﹣、Cl﹣、NO3﹣中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
根据以上信息,回答下列问题:
(1)仅根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有的阳、阴离子分别是 .能证明该阴离子是否存在的简单实验操作为____ __.
(2)用离子方程表达下列反应:
①中生成气体A: .②中生成溶液H: .
(3)若②中所用氢氧化钠浓度为2mol/L,当加入l0ml时开始产生沉淀,55ml时沉淀的量达到最大值0.03mol,继续滴加沉淀的量保持不变,随后再滴加沉淀部分溶解,到60ml时沉淀的量降为0.025mol且保持不变,则原溶液中c(Fe2+)为 mol/L、c(Fe3+)为 mol/L、c(Cl﹣)为 mol/L.(若有些离子不存在,请填0mol/L)
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【题目】X、Y、Z、R、W是5种短周期元素,原子序数依次增大;它们可组成离子化合物Z2Y和共价化合物RY3、XW4;已知Y、R同主族, Z、R 、W同周期。下列说法错误的是( )
A. 原子半径:Z>R>W
B. 气态氢化物稳定性:HmW>HnR
C. XW4分子中各原子均满足8电子结构
D. Y、Z、R三种元素组成的化合物水溶液一定显碱性
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【题目】在t℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是
A. 在t℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
B. 在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C. 图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D. 在t℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)平衡常数K≈816
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