【题目】五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)和六水硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]都是重要的化工原料,用途十分广泛。
请回答与这两种物质中元素有关的一些问题。
(1)基态铁原子的核外电子排布式为_______;基态铜原子的电子占据的最高能层符号为_______ 。
(2)氧元素的第一电离能小于氮元素,其原因是_______ 。
(3)SO42-、H2O、NH4+三种微粒中,空间构型为正四面体的是_______;NH4+中氮原子的杂化轨道类型是_______。
(4)写出与SO42-互为等电子体的分子的化学式_______ (写一种)。
(5)Cu与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体,在该晶胞中Cu原子处于面心,该晶体具有储氢功能,氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中,储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图)相似,该晶体储氢后的化学式为_______,若该晶体的密度为ρg.cm-3,则晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d=_______cm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】 1s22s22p63s23p63d64s2 N 氮原子的2p轨道处于较稳定的半充满状态,不容易失去一个电子,故第一电离能比氧元素大 SO42-、NH4+ sp3杂化 SiCl4或CCl4(其他合理答案也可) H4Cu3Au
【解析】(1)铁的核电荷数为26,其基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2;铜核电荷数为29,基态铜原子电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,其最高能层为N;正确答案:1s22s22p63s23p63d84s2;N。
(2)氧元素的第一电离能小于氮元素,氮原子的2p轨道处于较稳定的半充满状态,不容易失去一个电子,故第一电离能比氧元素大;正确答案:氮原子的2p轨道处于较稳定的半充满状态,不容易失去一个电子,故第一电离能比氧元素大。
(3) 离子中含有4个键,没有孤电子对,所以其立体构型是正四面体,硫原子采取杂化;分子中O原子的价层电子对数,为杂化,含有2个孤电子对,分子为V形;中N原子的价层电子对数,为杂化,不含有孤电子对,为正四面体形;正确答案: SO42-、NH4+ ; sp3杂化。
(4) 原子数、电子总数均相等的物质,称为等电子体;与SO42-互为等电子体的分子的化学式为SiCl4或CCl4;正确答案:SiCl4或CCl4。
(5)与的合金可形成面心立方最密堆积的晶体,在晶胞中原子处于面心,该晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由原子与原子构成的四面体空隙中,储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似,金刚石晶胞结构为,形成的晶体中,原子有4个,原子数目为,的原子数目为,该晶体储氢后的化学式为;该晶体的分子质量为393,若该晶体的密度为ρg·cm3,则晶胞的体积为:÷ρ=cm3 晶胞的棱长为r=,从结构中看出,晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d为面对角线的一般,即r=cm;正确答案:H4Cu3Au; 。
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【题目】以下过滤操作中,不正确的是 ( )
A.滤纸应紧贴漏斗内壁并用少量水润湿,使滤纸与漏斗壁之间没有气泡
B.漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁
C.倒入漏斗的过滤液的液面应高于滤纸边缘
D.要沿着玻璃棒慢慢向漏斗中倾倒过滤液
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【题目】某化学兴趣小组利用工厂的铁和铜混合屑末,进行如下实验:
(1)操作X的名称是;
(2)气体D是;
(3)A与氧化铜加热反应生成铜和水,反应中固体的颜色变化是;A作(填“氧化剂”或“还原剂”);
(4)溶液B中的金属阳离子是 , 溶液E中阴离子除了OH﹣外还有 .
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【题目】2017年我国承建全球首艘深海采矿船,具2500米深海作业能力,对未来深海矿产资源的开发具有重要战略价值。海洋深处有丰富的锰结核矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al等杂质元素),利用锰结核矿可以制备高纯碳酸锰,请回答下列有关问题:
(1)写出用MnO2和浓盐酸制取氯气的化学方程式________________。
(2)MnO2与过氧化氢的反应十分复杂。在酸性条件下,MnO2可以被H2O2还原成Mn2+,但H2O2又有氧化性,有研究表明,H2O2溶液的氧化性是HO2-所致。其他条件相同时,研究不同初始pH条件下H2O2溶液的漂白效果,结果如图所示:
①写出MnO2在酸性条件下与H2O2反应的离子方程式____________。
②由图可得到的结论是_________,结合平衡移动原理简述理由:__________。
(3)利用锰结核矿在实验室制备高纯碳酸锰的流程如下:
①可用SO2代替植物粉,植物粉的作用是___________。
②使用碳酸锰调pH的优势是___________。
③加入NH4HCO3时,温度要控制在35℃以下,其目的是___________。
(4)在废水处理中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去,向含有0.020mo/LMn2+的废水中通入一定量的H2S气体,调节溶液的pH,当c(HS-)=1.0×10-4mol/L时,Mn2+开始沉淀,则此时溶液的pH=______。[已知:Ksp(MnS)=1.4×10-15;H2S的电离常数K1=1.3×10-7,K2=7.0×10-15]
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【题目】为了改善环境,科学家投入了大量的精力研究碳、氮及其化合物的转化。请回答下列有关问题:
(1)利用N2与H2合成氨是重要的工业反应,下图为反应过程中的能量变化关系。
①反应中加入铁粉可以提高反应速率,其原因是____________。
②已知某些化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | N≡N | N-H |
E/(kJ/mol) | 436 | 946 | 391 |
反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的活化能Ea=254kJ/mol,则反应NH3(g)N2(g)+H2(g)的活化能Eb=______kJ/mol。
(2)汽车内燃机工作时会将N2转化为NO,反应式为N2(g)+O2(g) 2NO(g),该反应在不同温度下的平衡常数K如下表:
温度 | 27℃ | 2000℃ |
K | 3.8×10-31 | 0.1 |
温度为2000℃,某时刻测得反应体系中各物质的浓度分别为c(N2)=0.2mol/L,c(O2)=0.03mol/L,c(NO)=0.03mol/L,此时该反应的速率(v)应满足的关系为_______(填字母序号)。
A.v正>v逆 B.v正=v逆 C.v正<v逆 D.无法确定
(3)工业上可将CO转化成甲醇,反应式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。若在一容积可变的密闭容器中充入1molCO和2molH2进行反应,初始体积为3L,保持压强不变,反应后CO的平衡转化率随温度(T)的变化如右图中曲线所示。
①若所加的CO和H2的量以及反应温度均不变,则达到平衡状态A、B时的压强pA____pB(填“>”、“<”或“=”),其原因是___________________。
②若达到化学平衡状态A时,CO的体积分数为25%,此时CO的转化率为_____;平衡常数KA=________。
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【题目】甲胺(CH3NH2)是一种应用广泛的一元弱碱。常温下,向200mL0.10mol/L的甲胺溶液中滴加V mL.0.10mol/L的稀盐酸,混合溶液的pH与相关微粒浓度的关系如图所示。下列说法中错误的是
A. b点对应加入盐酸的体积V< 20.00mL
B. 甲胺在水中的电离方程式为:CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-
C. 常温下,甲胺的电离常数为Kb,则pKb=-1gKb=4.3
D. c点可能存在关系: 2c(H+)+ c(CH3NH3+)=c(CH3NH2) +2c(OH- )+ c(Cl-)
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【题目】某单位为了营造节日气氛,用铝片和稀硫酸制氢气来填充气球,下列措施不能使该反应速率增大的是( )
A.加入适量NaHSO4固体B.稀硫酸改为浓硫酸
C.加热D.将铝片压薄
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【题目】下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃ | 25 | t1 | t2 |
水的离子积常数 | 1×10﹣14 | α | 1×10﹣12 |
试回答下列问题:
(1)若25<t1<t2 , 则α1×10﹣14(填“>”“<”或“=”),作出此判断的理由是 .
(2)25℃下,某Na2SO4溶液中c(SO42﹣)=5×10﹣4 molL﹣1 , 取该溶液1mL,加水稀释至10mL,则稀释后溶液中c (Na+):c (OH﹣)= .
(3)t2℃下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1:V2= . 此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是 .
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