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【化学--选修3物质结构与性质】(15分)
铜、铁都是日常生活中常见的金属,它们的单质及其化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛用途。
请回答以下问题:
(1)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等,其制备方法如下:
①Cu2+的价电子排布图 ; NH4CuSO3中N、O、S三种元素的第一电离能由大到小顺序为_______________________(填元素符号)。
②的空间构型为_____________,离子中心原子的杂化方式为 。
(2)请写出向Cu(NH3)4SO4水溶液中通入SO2时发生反应的离子方程式: 。
(3)某学生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀,继续加入过量氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。
①下列说法正确的是
a.氨气极易溶于水,是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键
b.NH3分子和H2O分子,分子空间构型不同,氨气分子的键角小于水分子的键角
c.Cu(NH3)4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d.Cu(NH3)4SO4组成元素中电负性最大的是氮元素
②请解释加入乙醇后析出晶体的原因 .
(4)Cu晶体的堆积方式如图所示,设Cu原子半径为r,
晶体中Cu原子的配位数为_______,晶体的空间利用率
为 ( ,列式并计算结果)。
科研人员发现,一些化学反应在固体之间发生和在水溶液中发生,产物不同.
铜合金是人类使用最早的金属材料,铜在化合物中的常见化合价有+1、+2.
将CuCl2·2H2O晶体和NaOH固体混合研磨,生成物中有一黑色的固体A.A不溶于水,但可溶于稀硫酸生成蓝色溶液B.
(1)A的化学式为________;A不同于CuCl2和NaOH在溶液中反应所得产物的可能原因是________.
(2)在含0.02 mol B的溶液中加入适量氨水恰好完全反应,得到浅蓝色沉淀C和无色的溶液D;C溶于盐酸后,加入足量的BaCl2溶液,生成2.33 g白色沉淀;无色的溶液D中加入足量的NaOH,加热收集到无色有刺激性气味的气体E.
①通过计算确定C的化学式.
②E是________(填物质名称),E在标准状况下的体积为________mL.
(3)若向B中加过量氨水后,再通入SO2至微酸性,最终得到白色沉淀F和无色的溶液.分析知,F是不含结晶水的复盐,其部分元素的质量分数为:Cu 39.31%、S 19.84%、N 8.67%.
①通过计算确定F的化学式.
②写出由B生成F的化学方程式.
(4)将F与中等浓度的硫酸混合加热,会放出无色有刺激性气味的气体,析出紫红色沉淀,同时得到蓝色的溶液.写出该反应的化学方程式.
硫元素价态众多,可与卤素、氮等元素化合形成许多复杂化合物,在科学技术和生成中有重要的应用.根据题意完成下列计算:
1.由硫与限量氯气在50~60℃反应16~20小时,可恰好完全反应,得到两种硫的氯化物A和B.A物质中的含硫量为0.131,B物质中的含氯量为0.816,A的相对分子质量比B大71.计算确定这两种氯化物的分子式分别为________.
若上述反应得到的A、B的物质的量比为3:2,则参加反应的S和氯气的物质的量之比为________.
2.硫的卤化物或卤氧化物都有强水解性,可以作脱水剂.SF4吸收V mL液态水(4℃),完全反应,得到3.2 g SO2气体(假设SO2完全逸出)和10%的酸溶液,计算吸收的液态水的体积V为________mL.
3.S4N4是亮橙色固体,不溶于水和有机溶剂,是一种重要的金属有机化学反应物.一般用S2Cl2、SCl2的惰性溶剂(CS2)氨解制得:
6S2Cl2+16NH3→S4N4+S8+12NH4Cl;
24SCl2+64NH3→4S4N4+S8+48NH4Cl.
S2Cl2、SCl2的混合液体52.86 g溶于足量的CS2中,再通入35.84 L氨气(标准状况)完全氨解,产生14.080 g硫单质.剩余氨气用40 g水完全吸收形成氨水(密度为0.923 g/mL).
计算:①该混合液体中S2Cl2、SCl2的物质的量之比为________.
②所得氨水的物质的量浓度为________(保留1位小数).
4.S4N4与Ag在一定条件下反应,失去N2而缩合成(SN)x,(SN)x合成于1910年,过了五十年,才发现它在0.26 K的低温下,可转变为超导体(superconductor).(SN)x的结构式为:
已知1.20×105 mol S4N4与Ag发生缩合,失去了1.20×105 mol N2,生成二百聚物[(SN)200]和三百聚物.测得缩合产物中二百聚物的质量分数为0.50.
计算:①缩合产物中各缩合物的物质的量.
②若Ag的实际使用量为8.64 kg,求Ag的循环使用次数.
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