【题目】硫和钙的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Ca原子中,核外电子占据最高能层的符号是________,该能层为次外层时最多可以容纳的电子数为_________。元素Ca和S相比,第一电离能较大的是______(填元素符号)。
(2)钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射与钾元素的焰色反应对应颜色的辐射波长,较短的是_______(填元素符号)。
(3)H2S和H2O分子构型都为V形,中心原子的杂化形式都是______,但H2O分子键角大于H2S分子,原因是________________。
(4)钙元素和锰元素属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钙的熔点、沸点等都比金属锰低,原因是________________。
(5)Ca、Mn、Mg的氧化物和硫化物都具是NaCl型结构的离子晶体,其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得它们的晶胞参数如下表:
氧化物晶体 | CaO | MnO | MgO |
a/nm | 0.421 | 0.444 | 0.480 |
硫化物晶体 | MgS | MnS | CaS |
a/nm | 0.520 | 0.520 | 0.568 |
由表可知:r(S2-)____r(O2-)(填“>”或“<”),r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的的顺序是__________,r(S2-)为_____nm,r(Ca2+)为_____nm。
【答案】 N 18 S K sp3杂化 O元素电负性大于S元素,分子中O-H键电子对的电子云更偏向中心O原子,使斥力增大,键角增大 钙的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱 > r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+) 0.184 0.100
【解析】Ca是20号元素,核外有4个电子层,核外电子占据最高能层的符号是N, 根据核外电子排布规律,次外层不能超过18个电子,第一电离能S>Mg>Ca,第一电离能较大的是S故答案: N 18 S。
(2)钙元素的焰色反应呈砖红色,钾元素的焰色反应呈紫色,紫色的辐射波长比红色短,故答案:K。
(3)H2S和H2O分子构型都为V形,中心原子的杂化轨道数目都是4,都采用SP3杂化,O元素的电负性大于S,分子中O-H键电子对的电子中心氧原子,使斥力增大,导致H2O分子键角大于H2S分子。答案:sp3杂化 O元素电负性大于S元素,分子中O-H键电子对的电子云更偏向中心O原子,使斥力增大,键角增大 。
(4)钙的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱,使得金属钙的熔点,沸点等都比金属锰低,故钙的原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱。
(5)由表可知,相同金属的晶胞参数中,氧化物的都小于硫化物的,因此:r(S2-)>r(O2-),根据不同金属氧化物的晶胞参数r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的顺序是r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+),因为S2-是面心立方最紧密堆积方式,面对角线是S2-半径的4倍,即4r=0.520 r=0.184 nm;硫化钙属于氯化钠结构,根据晶胞的结构,晶胞参数= (Ca2+)==0.100 nm 答案:r(Ca2+)>r(Mn2+)>r(Mg2+) 0.184 0.100
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行了如下实验:
(一)制取氧化铜
①称取2 gCuSO4·5H2O研细后倒入烧杯,加10 mL蒸馏水溶解;
②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再产生沉淀,然后将所得混合物转移到蒸发皿,加热至沉淀全部变为黑色;
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤,晾干后研细备用。
回答下列问题:
(1)步骤①、③中研磨固体所用仪器的名称是__________________。
(2)步骤③中洗涤沉淀的操作是____________________________________。
(二)证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较用图装置进行实验,实验时均以生成25 mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略,相关数据见下表:
实验序号 | KClO3质量 | 其它物质质量 | 待测数据 |
④ | 1.2g | 无其他物质 | |
⑤ | 1.2g | CuO 0.5g | |
⑥ | 1.2g | MnO2 0.5g |
回答下列问题:
(3)上述实验中的“待测数据”指__________________。
(4)若要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是O2,可待气体收集结束后,用弹簧夹夹住B中乳胶管,拔去干燥管上单孔橡皮塞,____________________________________。
(5)为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):a、_________________________________;b、CuO的化学性质有没有改变。
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【题目】完成下列反应化学方程式:
(1)用氯乙烯制聚氯乙烯;
(2)湿法炼铜;
(3)用CO还原赤铁矿(Fe2O3)冶炼铁;
(4)用铝矾土(Al2O3)冶炼铝;
(5)丁烷裂解获得乙烯 .
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【题目】某兴趣小组设计如图所示装置进行原电池原理的探究,下列叙述错误的是( )
A. a和b用导线连接时,电子由Zn经导线流向Cu,再经稀硫酸流回Zn
B. a和b用导线连接时铜片为正极,发生的反应式为:2H++2e-=H2↑
C. a和b不连接时,锌片上有气体生成,该装置不能形成原电池
D. 无论a和b是否连接,稀硫酸均参与反应
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【题目】2017年3月21日是第二十五届“世界水日”,保护水资源,合理利用废水节省水资源,加强废水的回收利用已被越来越多的人所关注。已知:某无色废水中可能含有H+、NH4+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、NO3-、CO32-、SO42-中的几种,为分析其成分,分别取废水样品100mL,进行了三组实验,其操作和有关图像如下所示:
请回答下列问题:
(1)根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的阴离子是__________,一定存在的阳离子是______________________。
(2)写出实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段发生反应的离子反应方程式:_____________________________________________。
(3)分析图像,在原溶液中c(NH4+)与c(Al3+)的比值为___________,所得沉淀的最大质量是_________g。
(4)若通过实验确定原废水中c(Na+)=0.14 mol·L-1,试判断原废水中NO3-是否存在?__________(填“存在”“不存在”或“不确定”)。若存在,c(NO3-)=____________ mol·L-1。(若不存在或不确定则此空不填)
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】为了探究外界条件对反应aX(g)+bY(g)cZ(g)的影响,以X和Y物质的量比为a:b开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数,实验结果如图所示.以下判断正确的是( )
A.△H>0,a+b>c
B.△H>0,a+b<c
C.△H<0,a+b>c
D.△H<0,a+b<c
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用.
(1)下列相关说法正确的是(填序号).
A.通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少,可以判断该电池的优劣
B.二次电池又称充电电池或蓄电池,这类电池可无限次重复使用
C.除氢气外,甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D.近年来,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可表示为: 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O
已知Ni(OH)2 和Cd(OH)2 均难溶于水,但能溶于酸,以下说法正确的是 .
A.电池放电时Cd作负极
B.反应环境为碱性
C.以上反应是可逆反应
D.该电池是一种二次电池
(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源,其构造如图所示:a、b两个电极均由多孔的碳块组成,通入的氢气和氧气由孔隙中逸入,并在电极表面发生反应而放电. ①a电极是电源的极;
②若该电池为飞行员提供了360kg的水,则电路中通过了mol电子.
③已知H2的燃烧热为285.8kJmol﹣1 , 则该燃料电池工作产生36gH2O时,实际上产生了468.8kJ的电能,则该燃料电池的能量转化率是 . (准确到0.01)(能量转化率是实际上释放的电能和理论上反应放出的热能的比率)
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