【题目】稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y),共17种元素。稀土有“工业维生素”的美称,如今已成为极其重要的战略资源。
(1)镧系元素位于元素周期表第_______族,镧系元素位于周期表的______区。
(2)钪(Sc)为21号元素,其基态原子M能层电子数为_______;基态镝(Dy)原子的电子排布式为[Xe]4f106s2,一个基态镝原子所含的未成对电子数为______。
(3)稀土元素最常见的化合价为+3价,但也有少数还有+4价。请根据下表中的电离能数据,判断表中最可能有+4价的元素是___。
几种稀土元素的电离能(单位:kJ·mol-1):
(4)Sm(钐)的单质与1,2-二碘乙烷可发生反应Sm+ICH2CH2I→SmI2+CH2=CH2。ICH2CH2I中碳原子的杂化轨道类型为_____,1 mol CH2=CH2中含有的σ键数目为____。常温下,1,2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体,其主要原因是_____。
(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似,晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点,则PrO2(二氧化镨)的晶胞中有_____个氧原子。
(6)Ce(铈)单质为面心立方晶体,其相对原子质量为140,其晶胞参数为α=516pm。晶胞中Ce(铈)原子的配位数为______。列式表示Ce(铈)单质的密度为______g·cm-3(不必计算出结果)。
【答案】IIIB f 9 4 Ce(铈) sp3 5NA 二碘甲烷的相对分子质量较大,分子间作用力较强,沸点相对较高 8 12
【解析】
(1)在元素周期表中,镧系元素位于第IIIB族,属于f区;
(2)钪(Sc)为21号元素,根据构造理论写出核外电子排布式,分析确定其基态原子M能层电子数。f能级最多排14个电子,根据排布规律分析所含的未成对电子数;
(3)第四电离能与第一电离能、第二电离能、第三电离能相差越小,第四个电子越容易失去,+4的可能性越大;
(4)碳原子形成4个单键,杂化轨道类型为sp3;1个CH2=CH2分子中有5个σ键;
由于二碘甲烷对分子质量较大,分子间作用力较强,沸点相对较高;
(5)根据均摊法计算晶胞中含有氧原子数;
(6)根据均摊法计算晶胞中含有Ce原子数,计算一个晶胞的质量和体积,再根据密度=计算。
(1)在元素周期表中,镧系元素位于第IIIB族,属于f区;
故答案为:IIIB ;f;
(2)钪(Sc)为21号元素,根据核外电子排布规律可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,
所以其基态原子M能层电子数为9个。基态镝(Dy)原子的电子排布式为[Xe]4f106s2,由于f能级最多排14个电子,所以根据排布规律可知一个基态镝原子所含的未成对电子数为4个;
故答案为:9;4;
(3)第四电离能与第一电离能、第二电离能、第三电离能相差越小,第四个电子越容易失去,+4的可能性越大,在上述表中Ce的I1、I2、I3和I4最接近,故为Ce元素;
故答案为:Ce(铈);
(4)在ICH2CH2I分子中碳原子只形成了单键,有4个单键,故碳原子的杂化轨道类型为sp3,1个CH2=CH2分子中有5个σ键,故1 mol CH2=CH2中含有的σ键数目为5NA;
由于二碘甲烷的相对分子质量较大,分子间作用力较强,沸点相对较高,所以常温下,1,2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体;
故答案为:sp3;5NA ;二碘甲烷的相对分子质量较大,分子间作用力较强,沸点相对较高;
(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似,晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点,则晶胞中Pr原子数目=8+6=4,而Pr原子与O原子数目之比为1:2,则晶胞中O原子数目为42=8;
故答案为:8;
(6)Ce(铈)单质为面心立方晶体,在Ce晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Ce原子在通过这个顶点的三个面心上,面心占,通过一个顶点可形成8个晶胞,因此该晶胞中Ce(铈)原子的配位数为83=12;一个晶胞中Ce原子数为8+6=4,因此Ce(铈)单质的密度== g·cm-3。
故答案为:12;;
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【题目】实验需要0.1mol/LNaCl溶液450ml,根据溶液配制中情况回答下列问题:
(1)实验中除了托盘天平、烧杯、容量瓶、玻璃棒外还需要的仪器是____。
(2)根据计算得知,所需NaCl的质量为____g。
(3)所选容量瓶的规格是____。(填字母)
A.50mL的容量瓶 B.150mL的容量瓶
C.250mL的容量瓶 D.500mL的容量瓶
(4)下列操作对所配浓度的影响:偏大的有___;(填写字母)偏小的有___;无影响的有__。
A.称量用了生锈的砝码; B.往容量瓶转移时,有少量液体溅出;
C.未洗涤溶解NaCl的烧杯; D.容量瓶未干燥即用来配制溶液;
E.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线。
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【题目】如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿晶体结构,该结构是具有代表性的最小重复单位。
(1)在该物质的晶体结构中,每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子各有__、__个。
(2)该晶体结构中,元素氧、钛、钙的离子个数比是__.该物质的化学式可表示为__。
(3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a,b,c,晶体结构图中正方体边长(钛离子之间的距离)为dnm(1nm=10﹣9m),则该晶体的密度为__g/cm3。
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【题目】由烃A制备抗结肠炎药物H的一种合成路线如下 (部分反应略去试剂和条件):
回答下列问题:
(1)H的分子式是_____,A的化学名称是______。反应②的类型是_______。
(2)D的结构简式是___________。F中含有的官能团的名称是____________。
(3)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式是______________。
(4)设计C→D和E→F两步反应的共同目的是_________。
(5)化合物X是H的同分异构体,X遇FeCl3溶液不发生显色反应,其核磁共振氢谱显示有3种不同化学环境的氢,峰面积比为3∶2∶2,写出1种符合要求的X的结构简式_________________。
(6)已知易被氧化,苯环上连有烷基时再引入一个取代基,常取代在烷基的邻对位,而当苯环上连有羧基时则取代在间位。据此写出以A为原料制备化合物的合成路线_______________________________(其他试剂任选)。
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【题目】工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。某同学设计如下实验分别测定氮化铝(AlN样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
(1)实验原理:
①Al4C3与硫酸反应可生成CH4;
②AIN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气,请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式:____________。
(2)实验装置(如图所示,量气管为碱式滴定管改装)
连好装置后,首先应进行的操作是________。
(3)实验过程:称得装置D的初始质量为yg;称取xgAlN样品置于装置B锥形瓶中,各装置中加入相应药品,重新连好装置;读取量气管的初始读数为amL(量气装置左右液面相平)。
①欲首先测量Al4C3质量分数的有关数据,对三个活塞的操作是________。
②若无恒压管,对所测气体体积的影响是________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
③量气管中液面不再发生变化,说明反应已经结束。读取读数之前,应对量气管进行的操作为____;若量气管中的液面高于右侧球形容器中的液面,所测气体的体积______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
④记录滴定管的读数为bmL(已知:该实验条件下的气体摩尔体积为VmL·mol-1),则Al4C3的质量分数为______(用含a、b、x、y、Vm的代数式表示)。
⑤测量AlN质量分数的数据:首先关闭活塞__,打开活塞___,通过分液漏斗加入过量___,与装置B瓶内物质充分反应;反应完成后,____(填入该步应进行的操作),最后称得装置D的质量为zg。
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【题目】化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A. 垃圾分类中可回收物标志
B. 铁是人体必需的微量元素,所以在酱油中人为加入适量的氯化铁
C. 港珠澳大桥工程大量使用橡胶衬垫,天然橡胶需经硫化处理增强其机械性能
D. 碳酸钠溶液呈碱性,可用热的纯碱溶液除去金属表面的煤油
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【题目】碘循环工艺能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气。用稀土吸收H2后的储氢材料作为电极材料,以KOH溶液作电解质溶液(电池内部气体可从一个电极扩散到另一个电极)形成的可逆电池的总反应为NiO(OH)十MH Ni(OH)2+M。下列说法不正确的是
A. 反应器中发生反应的离子方程式是SO2+I2+2H2O4H++SO42-+2I-
B. 分离器中的副产品是硫酸
C. 过程中循环利用的物质是I2
D. 该电池充电完后若持续充电,在一个电极上会产生O2而使电池发生爆炸
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【题目】工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2)提纯Al2O3做冶炼铝的原料,提取的操作过程可用以下流程图表示:
(1)请写出下列反应的化学方程式:②_________________、 _________________。③____________。
(2)若①步没有过滤操作而直接进入步骤②,对后面的操作会有什么影响?________________________。
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【题目】利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。下列说法不正确的是
A. 电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B. 为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
C. 电极A极反应式为2NH3-6e- =N2+6H+
D. 当有2.24LNO2(标准状况) 被处理时,转移电子为0.4mol
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