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锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备: 2N...

锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备:

2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O

(1)写出基态Cu2+的核外电子排布式:           。与Cu同周期的元素中,与铜原子最外层电子数相等的元素还有                (填元素符号),上述方程式中涉及到的N、O元素第一电离能由小到大的顺序为                                 

(2)PO43的空间构型是                

(3)与NH3互为等电子体的分子、离子有                           (各举一例)。

(4)氨基乙酸铜的分子结构如图,碳原子的杂化方式为            

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(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2,则1 mol CN中含有的π键的数目为      

(6)Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为               

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(7)铜晶体为面心立方最密堆积,铜的原子半径为127.8pm,列式计算晶体铜的密度               

 

(1)[Ar]3d9;K  Cr; O<N(2)正四面体 (3)PH3 或AsH3 。H3O+或CH3-  。  (4)sp3   sp2 (5)2NA   (6)CuH    (7) 【解析】 试题分析:(1)Cu是29号元素,其基态Cu2+的核外电子排布式为:[Ar]3d9。与Cu同周期的元素中,与铜原子最外层电子数相等的元素还有K  Cr。7号元素N原子的电子排布式为1s22s22p3. 8号元素O原子的电子排布式为1s22s22p4.当元素的原子核外电子层上的电子处于全充满、半充满或全空状态时,能量低比较稳定。N原子的电子处于半充满状态,是稳定状态。所以N、O元素第一电离能由小到大的顺序为O<N。(2)PO43-的空间构型是正四面体。(3)与NH3互为等电子体的分子有CH4、H2O、HF、PH3 或AsH3;离子有NH4+、H3O+、OH-、CH3-等。(4)在氨基乙酸铜的分子中-CH2-碳原子为sp3 杂化,羰基碳原子为sp2杂化。在CN-中碳原子与氮原子是以共价三键结合的,含有的2个π键。所以1 mol CN-中含有的π键的数2NA 。(6)在该化合物的晶胞中Cu:12×(1/6)+2×(1/2)+3=6;H:6×(1/3)+1+3=6所以Cu:H=1:1.故该化合物的化学式为 CuH。(7)铜晶体为面心立方最密堆积,则每个晶胞中含有铜的原子:8 ×(1/8)+6×(1/2)=4.Cu原子半径为127.8pm=1.278×10-10cm,假设晶体铜的密度为p,晶胞的边长为d.,。则晶胞的体积是d3,则p·d3=(4×64)/NA解得p=. 考点:考查有关Cu的原子结构、晶体结构、化学性质及密度的计算等知识。
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高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下:

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已知:①2KOH + Cl2 = KCl + KClO + H2O(条件:温度较低)

②6KOH + 3Cl2 = 5KCl + KClO3 + 3H2O(条件:温度较高)

(1)该生产工艺应在              (填“温度较高”或“温度较低”)情况下进行;

(2)写出工业上制取Cl2的化学方程式                                            

(3)在“反应液I”中加KOH固体的目的是                             

(4)加入硝酸铁溶液生成反应液Ⅱ的化学方程式:                                

(5)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4后,会有副产品                             (写化学式),它们都是重要的化工产品,具体说出其中一种物质的用途             

(6)将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的溶液中,配制成c(FeO42) =1.0 mmol·L1的试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO42)的变化,结果见图。该实验的目的是             ;发生反应的△H       0(填“>”、“<”或“=”)。

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CO是常见的化学物质,有关其性质和应用的研究如下。

(1)有同学认为CO可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为CO2,请你设计实验验证该同学的猜想是否正确。请在下列流程图方框内填上所需药品的名称或化学式,从而补齐你的设计,方框不够可以补,也可以不填满。

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(2)CO和铁粉在一定条件下可以合成五羰基合铁[Fe(CO)5],该物质可用作无铅汽油的防爆剂,是一种浅黄色液体,熔点—20.5℃,沸点103℃,易溶于苯等有机溶剂,不溶于水,密度1.46~1.52g/cm3,有毒,光照时生成Fe2(CO)9,60℃发生自燃。五羰基合铁的制备原理如下:

Fe(s)+5CO(g)满分5 manfen5.comFe(CO)5(g)

①下列说法正确的是       

A.利用上述反应原理可制备高纯铁

B.制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行

C.反应Fe(s)+5CO(g) 满分5 manfen5.comFe(CO)5(g)的平衡常数表达式为满分5 manfen5.com

D.Fe(CO)5应密封、阴凉、避光并加少量蒸馏水液封贮存

②五羰基合铁能与氢氧化钠溶液反应生成Na2Fe(CO)4和另两种常见无机物,该反应的化学方程式为:                                                         .

③今将一定量的Fe(CO)5的苯溶液,用紫外线照射片刻。取照射后的溶液完全燃烧,得到30.58gCO2

5.4gH2O及1.6g红棕色粉末。红棕色粉末的化学式为               ,照射后的溶液中Fe(CO)5和Fe2 (CO)9的物质的量之比为              .

 

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甲烷是天然气的主要成分,是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质。

(1)一定条件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:

①CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g); △H1

②CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g);△H2

现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体,用16g甲烷气体催化还原该混合气体,恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气,共放出1042.8kJ热量。

①该混合气体中NO和NO2的物质的量之比为                    

②已知上述热化学方程式中△H1=—1160kJ/mol,则△H2=          

③在一定条件下NO气体可以分解为NO2气体和N2气体,写出该反应的热化学方程式                           

(2)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:

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④B极为电池      极,电极反应式为                                            

⑤若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,写出阳极的电极反应式                                                   ,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为         (标况下),实际上消耗的甲烷体积(折算到标况)比理论上大,可能原因为                                                          .

 

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氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:

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已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。

②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。

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(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有                               

(2)加入BaCl2的目的是              ,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为                 

(3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为                              ,再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为:①蒸发结晶;②           ;③          ;④过滤、洗涤。

(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定: 

步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。

步骤2:取10.00 mL于锥形瓶中,加入10.00 mL稀硫酸和20 .00mL 1.000 mol·L1的FeSO4溶液,微热。

步骤3:冷却至室温,用0.100 mol·L1 K2Cr2O7  溶液滴定剩余的Fe2至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O72+6Fe2+14H=2Cr3+6Fe3+7H2O。

步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7    溶液15.00 mL。

①写出步骤2中发生反应的离子方程式:                                        

②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为          

 

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化学是以实验为基础的学科,下列有关实验的描述正确的是

A.向两支分别装有碳酸钠和碳酸氢钠固体的试管中各加几滴水,前者温度降低,后者温度升高

B.向100mL容量瓶中加入4.0gNaOH固体,然后加水到刻度线,配制1.0mol/L的NaOH溶液

C.向酸性重铬酸钾溶液中加NaOH,溶液颜色由橙色慢慢变为黄色

D.如图所示,随着空气的通入,试管内液面会慢慢上升至充满整支试管,而后液面又下降

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