第4周期元素由于受3d能级电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同。
Ⅰ.第4周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。镓(31Ga)的基态原子的电子排布式是 ;31Ga的第一电离能却明显低于30Zn的,原因是
。
Ⅱ.第4周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
(1)CO和NH3可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N2互为等电子体,CO分子中C原子上有一对孤电子对,C、O原子都符合8电子稳定结构,则CO的结构式可表示为 。NH3分子中N原子的杂化方式为 杂化,NH3分子的空间立体构型是 。
(2)如图甲所示为二维平面晶体示意图,所表示的化学式为AX3的是 。
(3)图乙为一个铜晶胞,此晶胞立方体的边长为a cm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为 mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。
Ⅰ.图表法、图像法是常用的科学研究方法。
(1)短周期某主族元素M的电离能情况如甲图所示,则M元素位于周期表的第 族。
(2)乙图是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像,折线c可以表达出第 族元素氢化物的沸点的变化规律。两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线a和b,你认为正确的是 。
Ⅱ.由氧化物经氯化作用生成氯化物是工业生产氯化物的常用方法,Cl2、CCl4是常用的氯化剂。如:2Na2O+2Cl2
4NaCl+O2;2CaO+2Cl22CaCl2+O2;SiO2+2CCl4SiCl4+2COCl2;Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2。
请回答下列问题:
(1)Cr2O3、CrCl3中Cr均为+3价,写出Cr3+的基态电子排布式: 。
(2)COCl2俗称光气,分子中C原子采取sp2杂化成键。光气分子结构式是 ,其中碳氧原子之间共价键是 。
A.2个σ键B.2个π键
C.1个σ健,1个π键
(3)CaO晶胞如图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为 。最近的Ca原子和O原子的核间距为a cm,则CaO晶体密度的计算式为 。
已知:A、B、C、D、E、F是周期表中前36号元素,A是原子半径最小的元素,B元素基态原子的2p轨道上只有两个电子,C元素的基态原子L层只有2对成对电子,D是元素周期表中电负性最大的元素,E2+的核外电子排布和Ar原子相同,F的核电荷数是D和E的核电荷数之和。
请回答下列问题:
(1)分子式为BC2的空间构型为 形;F2+的核外电子排布式为 。
(2)A分别与B、C形成的最简单化合物的稳定性B C(填“大于”或“小于”);A、C两元素可组成原子个数比为1∶1 的化合物,C元素的杂化类型为 。
(3)A2C所形成的晶体类型为 ;F单质形成的晶体类型为 。
(4)F元素氧化物的熔点比其硫化物的 (填“高”或“低”),请解释其原因
。
(5)E元素与C元素形成的化合物是 化合物,其晶体熔化时破坏的作用力是 ,晶体EC的熔点比晶体BC2的熔点 (填“高”或“低”)。
用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。有如下操作:
已知:在pH为4～5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。
(1)氧化剂A可选用 (填编号,下同)。
①Cl2 ②H2O2 ③HNO3 ④KMnO4
(2)要得到较纯的产品,试剂B可选用 。
①NaOH ②FeO ③CuO ④Cu2(OH)2CO3
(3)从滤液经过结晶得到氯化铜的方法是 (按实验先后顺序填编号)。
①过滤 ②冷却 ③蒸发浓缩 ④蒸发至干
(4)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x值,某兴趣小组设计了两种实验方案:
方案一:称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n g。
方案二:称取m g晶体,加入足量10%的氢氧化钠溶液、过滤、洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却、称量所得固体的质量为n g。
①方案一中灼烧CuCl2·xH2O得到无水CuCl2,应在 (填仪器名称)中进行。
方案二中配制一定量10%的氢氧化钠溶液,其操作步骤是计算、称量、 。
②试评价上述两种实验方案,其中可行的方案是 ,另一种方案不可行的理由是 ,若用方案二,计算得x= (用含m、n的代数式表示)。
实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),主要工艺流程如下。
(1)将过程②产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是 。
A.品红溶液 B.紫色石蕊试液
C.酸性KMnO4溶液 D.溴水
(2)过程①中,FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为 。
(3)过程③中需加入的物质是 。
(4)过程④中,蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外,还需要 。
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的 (填序号)。
A.稀硫酸 B.CaCO3 C.NaOH溶液
(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70～80 ℃,目的是 。
(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取2.700 0 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的BaCl2溶液;③过滤、洗涤、干燥,称重得固体质量为3.495 0 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)(SO4)]n,则该聚铁样品中铁元素的质量分数为 。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
某工业废渣的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。现根据下列方案对其进行处理以回收废渣中的金属元素。
回答下列问题。
(1)固体A的化学式为 。
(2)反应a的化学反应方程式为 。
(3)25 ℃时,溶液中金属离子的物质的量浓度与溶液pH的关系如图所示:
①调节pH(Ⅰ)的pH为 ;
②溶液D加入氢氧化钠溶液的同时调节pH(Ⅱ)所发生反应的离子方程式为 ;
③从图中数据计算可得Mg(OH)2的溶度积Ksp[Mg(OH)2]约为 。
