【题目】镍及其化合物是重要的合金材料和催化剂。
(1)基态镍原子的价电子排布式为___,它核外有___种运动状态不同的电子。
(2)Ni2+可以形成多种配离子,比如[Ni(NH3)4]2+、[Ni(CN)4]2-等。CN-中碳原子的杂化方式为___,与CN-互为等电子体的一种分子是___。[Ni(NH3)4]2+中H-N-H键角比NH3分子中H-N-H键角___(填“大”、“小”或“相等”),原因是___。
(3)元素铜与镍的第二电离能分别为:I2(Cu)=1958kJ/mol、I2(Ni)=1753kJ/mol,铜的第二电离能更大的原因是___。
(4)NiO的晶体结构如图甲所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为___。
(5)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图乙),已知O2-的半径为apm,设阿伏加德罗常数的值为NA,每平方米面积上分散的该晶体的质量为___g(用含a、NA的代数式表示)。
【答案】3d84s2 28 sp N2或CO 大 NH3中N的孤电子对形成配位键后,使N—H成键电子对所受斥力减小,键角增大 Cu+的价电子排布式为3d10,处于半充满,而Ni+的价电子排布式为3d84s1,因此Cu+比Ni+稳定,更难失电子 (1,,)
【解析】
(1)镍原子的核电荷数为28,基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,原子核外不存在运动状态完全相同的电子;
(2)根据CN-中碳原子的价层电子对数确定杂化方式;原子数目和价电子数相等的微粒互为等电子体;孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子-成键电子排斥,键角被压缩;
(3)核外电子处于半充满、全充满状态时,能量较低较稳定;
(4)NiO的晶体结构如图甲所示,其中离子坐标参数A 为(0,0,0),B为(1,1,0),C在x、y、z轴上的投影分别是1、、;
(5)根据图知,每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围,如图所示,相邻的3个圆中心连线为正三角形,三角形的边长为2apm,每个三角形含有一个Ni原子,三角形的面积=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2,如图实际上每个Ni原子被两个小三角形包含小平行四边形面积为2×10-24a2m2,O原子个数=×6=1,由此计算每平方米面积上分散的该晶体的质量。
(1)镍原子的核电荷数为28,基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,则价电子排布式为3d84s2;原子核外不存在运动状态完全相同的电子,则Ni核外有28种运动状态不同的电子;
(2)CN-中碳原子的价层电子对数目为1+=2,则碳原子的杂化方式为sp;CN-的原子数目为2,价电子数为10,则与CN-互为等电子体的一种分子是N2或CO;NH3分子中N原子有1个孤对电子,[Ni(NH3)4]2+中NH3中N的孤电子对形成配位键后,使N—H成键电子对所受斥力减小,键角增大,则[Ni(NH3)4]2+中H-N-H键角大于NH3分子中H-N-H键角;
(3)Cu+的价电子排布式为3d10,处于全充满,而Ni+的价电子排布式为3d84s1,因此Cu+比Ni+稳定,更难失电子,所以铜的第二电离能较大;
(4)NiO的晶体结构如图甲所示,其中离子坐标参数A 为(0,0,0),B为(1,1,0),C在x、y、z轴上的投影分别是1、、,所以C的晶胞参数为(1,,);
(5)根据图知,每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围,如图所示,相邻的3个圆中心连线为正三角形,三角形的边长为2apm,每个三角形含有一个Ni原子,三角形的面积=[×2a×2a×sin60°×10-24]m2=×10-24a2m2,如图实际上每个Ni原子被两个小三角形包含小平行四边形面积为2×10-24a2m2,O原子个数=×6=1,每平方米面积上分散的该晶体的质量==g。
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【题目】用如图电解装置将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4,用其作为一种优良的氮肥。下列有关说法正确的是
A.每处理lmol NO可以生成2mol A
B.a与电源负极相连,发生还原反应
C.通电后阳极附近溶液的pH增大
D.理论上将SO2与NO以体积比2∶5通入装置可彻底转化
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【题目】草酸亚铁,在形成晶体时会结晶一定量的水;在工农业生产中具有重要用途,如照相的显影剂,生产磷酸铁锂电池的原料等。
已知:①草酸亚铁不溶于水,可溶于酸;②Fe(SCN)63-+3C2O42-=Fe(C2O4)33-+6SCN-。
回答下列问题:
Ⅰ.甲同学检查药品发现该晶体显浅黄色,认为晶体不纯,可能是因为部分的铁被氧化。为验证自己的猜想,进行实验验证。取少量的晶体样品溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,溶液无明显变化。由此认为晶体中不存在+3价的铁。你认为_______(填“正确”或“不正确”),理由是___________________________________。
Ⅱ.乙同学为测定草酸亚铁晶体FeC2O4﹒xH2O中的结晶水含量,利用如下装置:
①做实验前首先要_____________________________;
②称取一定质量的晶体,装好药品,开始实验接下来的实验步骤依次为____________________,重复实验直至B中恒重。
a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K d.打开K,缓缓通入空气 e.冷却至室温 f.称量
Ⅲ.丙同学用滴定的方法也可以测定草酸亚铁晶体中结晶水的含量。取a克草酸亚铁晶体溶入稀硫酸,再把所得溶液稀释成500mL,取出50mL放入锥形瓶,向其中逐滴滴入未知浓度的酸性KMnO4溶液,振荡,发现溶液颜色逐渐变为棕黄色,且有气泡冒出,当溶液颜色突变成浅紫色,停止滴加。接着向溶液中加入稍过量的KI溶液和几滴淀粉溶液,然后再用c mol/L的Na2S2O3溶液滴至终点。几次实验平均耗用Na2S2O3溶液VmL。(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
(1)写出向溶液中滴加酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式_____________________
(2)上述试验中稀释草酸亚铁溶液时除烧杯和玻璃棒外,还必需的玻璃仪器有__________
(3)x=_______________
(4)若实验中滴入KMnO4溶液过多,则所得x值___________(填偏大、偏小或无影响)
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【题目】科学家研制出了一种漂白效率极高的新型漂白剂(结构如图所示),其中W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大。常温下,0.1mol/LZ的氢化物的水溶液pH=1,且Z与Y位于不同周期。下列叙述正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X>W
B.氢化物的沸点:Y>X>Z>W
C.X的氧化物的水化物是强酸
D.Y的某种单质具有杀菌消毒作用
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【题目】离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是
A. 经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
B. 水中的 、、Cl通过阴离子树脂后被除去
C. 通过净化处理后,水的导电性降低
D. 阴离子树脂填充段存在反应H++OHH2O
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【题目】苯甲醇是一种重要的化工原料,广泛用于香料、造纸、制药和印染等行业。实验室制备苯甲醇的反应原理和有关数据如图:
实验步骤:如图所示,在装有电动搅拌器的250mL三颈烧瓶里加入9.0g碳酸钾(过量),70.0mL水,加热溶解,再加入2.0mL四乙基溴化铵[(CH3CH2)4NBr]溶液和10.0mL氯化苄。搅拌加热回流反应1~1.5h。反应结束后冷却,并转入125mL分液漏斗中,分出有机层,水层用萃取剂萃取三次。合并萃取液和有机层,加入无水硫酸镁固体,静置、过滤。最后进行蒸馏纯化,收集200~208℃的馏分,得8.4mL苯甲醇。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称是___,冷却水应从___(填“上口”或“下口”)通入。由于苯甲醇的沸点较高,在蒸馏纯化操作中最适宜选用的仪器之一是___(填字母)。
(2)本实验中加入无水硫酸镁的目的是___。从绿色化学角度考虑,萃取剂宜采用___(填字母)。
A.乙醇 B.乙酸乙酯 C.苯 D.氯仿
(3)某同学认为该装置中的电动搅拌器可以换成沸石,以防暴沸。该说法___(填“是”或“否”)正确,其理由是___。
(4)四乙基溴化铵没有直接参与反应,但大大提高了反应速率,其原因可能是___。
(5)本实验苯甲醇的产率为___%(计算结果保留一位小数)。
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【题目】利用反应 NO2+NH3→N2+H2O(未配平)制作下面装置图所示的电池,用以消除氮氧化物的污染。下列有关该电池说法一定正确的是 ( )
A.电极乙为电池负极
B.离子交换膜为质子交换膜
C.负极反应式为 2NH3-6e-+6OH-=N2↑+6H2O
D.28.0L(标准状况)NO2 完全被处理,转移 4mol 电子
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【题目】可逆反应2A(g)2B(g)+C(g)在恒压的密闭容器中反应,下列选项中不能说明反应已达到平衡状态的是( )
A. 容器内气体密度不再改变的状态
B. v(A):v(B):v(C)=2:2:1
C. c(A):c(B):c(C)的值保持不变
D. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
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【题目】下列说法中正确的是( )
A. 能自发进行的反应一定能迅速发生
B. 非自发进行的反应一定不可能发生
C. 能自发进行的反应实际可能没有发生
D. 常温下发生反应2H2O2H2↑ + O2↑,说明常温下水的分解反应是自发反应
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