电化学原理在生产生活中应用十分广泛。请回答下列问题:
(1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量,其工作原理如图1所示。
①固体电解质中O2-向______极移动(填“正”或“负”)。
②写出V2O5电极的电极反应式:_____________。
(2)近期科学家研究发现微生物可将生产废水中的尿素[CO(NH2)2]直接转化为对环境友好的两种物质,其工作原理如图2所示。回答下列问题:
①N极为____极(填“正”或“负”),M电极反应式______________________。
②N极消耗标准状况下33.6L气体时,M极理论上处理的尿素的质量为______g。
(3)人工光合系统装置(如图)可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是__________。
A.该装置为原电池,且铜为正极
B.电池工作时,H+向Cu电极移动
C.GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+
D.反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole-
非线性光学晶体在信息、激光技术、医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用Cs2CO3、XO2(X=Si、Ge)和H3BO3首次合成了组成为CsXB3O7的非线性光学晶体。回答下列问题:
(1)C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为__________;第一电离能I1(Si) ____ I1(Ge)(填“>”或“<”)。
(2)基态Ge原子核外电子排布式为_____________;SiO2、GeO2具有类似的晶体结构,其中熔点较高的是________,原因是______。
(3)如图为H3BO3晶体的片层结构,其中B的杂化方式为________;硼酸在热水中比在冷水中溶解度显著增大的主要原因是_____________。
(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。CsSiB3O7属于正交晶系(长方体形),晶胞参数为a pm,b pm和c pm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为_______;CsSiB3O7的摩尔质量为M g·mol-1,设NA为阿伏加德罗常数的值,则CsSiB3O7晶体的密度为_____________g·cm-1(用代数式表示)。
近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。回答下列问题:
(1)AsH3的沸点比NH3的________(填“高”或“低”),其判断理由是______。
(2)Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+价层电子排布式为________。
(3)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1-x代表,则该化合物的化学式表示为____________;通过测定密度ρ和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达式:ρ=______________g·cm-3。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为( , , ),则位于底面中心的原子2和铁原子3的坐标分别为___________、__________。
硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:
| H2S | S8 | FeS2 | SO2 | SO3 | H2SO4 |
熔点/℃ | -85.5 | 115.2 | >600(分解) | -75.5 | 16.8 | 10.3 |
沸点/℃ | -60.3 | 444.6 | -10.0 | 45.0 | 337.0 |
回答下列问题:
(1)基态Fe原子价层电子的轨道表示式为_________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是____________。
(3)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为___________。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为____________形,其中共价键的类型有________种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为__________。
(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为______g·cm-3。
高温炼铜的反应之一为2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2。
(1)Cu+基态核外电子排布式为___________。
(2)Cu、Zn的第二电离能:I2(Cu)________(填“>”“<”或“=”)I2(Zn)。
(3)SO2分子中S原子的轨道杂化类型为________,分子的立体构型为________。
(4)[Cu(CH3CN)4]+是非常稳定的络合离子,配体中σ键和π键个数之比为________。
(5)Fe2+、Fe3+能与CN-络合,其结构如图所示。该离子可形成铁蓝钾盐,该钾盐的化学式为_________。
已知A、B、C、D、E、F为元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素,A与B,C、D与E分别位于同一周期。A原子L层上有2对成对电子,B、C、D的核外电子排布相同的简单离子可形成一种C3DB6型离子晶体X,CE、FA为电子数相同的离子晶体。
(1)请写出F离子的电子排布式_________。
(2)写出X的化学式________,X的化学名称为______。
(3)写出X涉及化工生产中的一个化学方程式:__________。
(4)试解释工业冶炼D不以DE3而是以D2A3为原料的原因:____________。
(5)F与B可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示。F与B形成的离子化合物的化学式为__________;该离子化合物晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是________(只要求列出算式)。