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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)。
过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。
⑴应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子,右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子,灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为 。
⑵现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS,化学式为:
[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,n<5,m<10}在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是 。(填序号)
A.PFS中铁显+3价
B.铁原子的价电子排布式是3d64s2
C.由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D.由下表可知气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子难
元素 | Mn | Fe | |
电离能 (kJ・mol-1) | I1 | 717 | 759 |
I2 | 1509 | 1561 | |
I3 | 3248 | 2957 |
⑶铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬(Ⅲ)与甲基丙烯酸根的配合物为
①该化合物中存在的化学键类型有 。
②该化合物中一个Cr的配位数为 。
③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有 。
④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子,与H2O分子互为等电子体的微粒是 。(填一种即可)
⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是____ 。(填元素符号)
A.《物质结构与性质》
目前,全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。
(1)配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于__________晶体;基态Ni原子的电子排布式为__________。
(2)配合物分子内的作用力有____________(填编号)。
A.氢键 B.离子键 C.共价键 D.金属键 E.配位键
(3)很多不饱和有机物在Ni催化下可以与H2发生加成反应。如①CH2=CH2、②CH≡CH、③、④HCHO等,其中碳原子采取sp2杂化的分子有______________(填物质序号),预测HCHO分子的立体结构为___________形。
(4)氢气是新型清洁能源,镧(La)和镍(Ni)的合金可做储氢材料。该合金的晶胞如下图所示,晶胞中心有一个镍原子,其他镍原子都在晶胞面上,镧原子都在晶胞顶点上。该晶体的化学式为____________。
B.《实验化学》
乙醛与银氨溶液的反应常因条件控制不当,会出现黑色浊液、长时间没有银析出、析出的银镜不均匀或发暗等现象,影响了银镜反应的效果。
某研究小组为探究乙醛发生银镜反应的最佳实验条件,进行了有关实验,相关数据如下表:
请回答下列问题:
(1)写出乙醛与银氨溶液发生银镜反应的化学方程式:_______________________________。
(2)若只进行实验1和实验2,其探究的目的是_____________。
(3)实验__________(填序号)组合,可探究混合液pH对银镜反应的影响。
(4)实验4无银镜出现的原因是_____________________________________________。
(5)试管内壁的银镜用硝酸洗涤,可以回收硝酸银溶液。你认为选用____________(填“浓硝酸”或“稀硝酸”)较好,理由是___________________________________________________。
元素 | Mn | Fe | |
电离能 (kJ?mol-1) |
I1 | 717 | 759 |
I2 | 1509 | 1561 | |
I3 | 3248 | 2957 |
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