[物质结构与性质] 磁性材料氮化铁镍合金可用Fe(NO3)3、Ni(NO3)2、...

[物质结构与性质]

磁性材料氮化铁镍合金可用Fe(NO3)3、Ni(NO3)2、丁二酮肟、氨气、氮气、氢氧化钠、盐酸等物质在一定条件下反应制得。

（1）基态Ni原子的价电子排布式是________。

（2）丁二酮肟(结构简式如右图所示)中碳原子的杂化方式为________。满分5 manfen5.com

（3） NH3的沸点高于PH3，其主要原因是____。

（4）与N3－离子具有相同电子数的三原子分子的空间构型是________。

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（5）向Ni(NO3)2溶液中滴加氨水，刚开始时生成绿色Ni(OH)2沉淀，当氨水过量时，沉淀会溶解，生成[Ni(NH3)6]2＋的蓝色溶液，则1 mol[Ni(NH3)6]2＋含有的σ键为________mol。

（6）右图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图。该合金储氢后，含1 mol La的合金可吸附H2的数目为________。

（1） 3d84s2 （2） sp2、sp3 （3） NH3分子间存在氢键（4） V型（5） 24 （6） 3 mol或3NA 【解析】试题分析：（2）结构中碳原子均形成单键，为sp3杂化；（3）氨气分子间存在氢键，所以其溶沸点高；（4）该微粒为10电子微粒，三原子分子为水，氧原子为sp3杂化，空间结构为V型；（5）氨气中氮原子与Ni形成配位键，共6个，每个氨气分子中形成3个氮氢键，共有6+3×6=24mol；（6）晶胞结构中原子数目：La 8×1/8=1 H 8×1/4+2×1/2=3 所以含1 mol La的合金可吸附H2的数目为3mol。考点：考查物质结构有关问题。

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考点分析：

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(14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。

（1）对燃煤的废气进行脱硝处理时，可利用甲烷催化还原氮氧化物，如：

CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝a kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝b kJ·mol－1

则反应CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。

（2）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：

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2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)；ΔH

① 该反应平衡常数表达式为K＝________。

② 已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。若温度不变，减小反应投料比[n(H2) /n(CO2)]，则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

③ 二甲醚燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为____________________________。

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（3）以CO2为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品，某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色，右图为它的核磁共振氢谱图，请写出DPC的结构简式：____________。

（4）某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al6Si2O13、SiO2)。将其和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2，有关化学方程式(反应条件均为高温)为：

Al6Si2O13＋3Na2CO3===2NaAlSiO4＋4NaAlO2＋3CO2↑

Al6Si2O13＋5Na2CO3===2Na2SiO3＋6NaAlO2＋5CO2↑

SiO2＋Na2CO3===Na2SiO3＋CO2↑

则用1 mol Al6Si2O13和4 mol SiO2通过以上反应制得5 mol NaAlO2，共消耗Na2CO3为________mol。

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(15分)高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]易溶于水，120 ℃开始分解，常用于生产电极和作催化剂等。可由氯化铜通过下列反应制备：2CuCl2＋2Na2CO3＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑＋4NaCl；Cu2(OH)2CO3＋4HClO4＋9H2O===2Cu(ClO4)2·6H2O＋CO2↑。HClO4是易挥发的发烟液体，温度高于130 ℃易爆炸。下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1 mol·L－1)：

金属离子	开始沉淀	沉淀完全
Fe3＋	1．1	3．2
Fe2＋	5．8	8．8
Cu2＋	4．7	6．7

（1）将CuCl2和Na2CO3用研钵分别研细，加入适量的沸水，搅拌，加热成蓝棕色溶液。静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu2(OH)2CO3沉淀。

① 把反应物研细的目的是____________________。

② 检验沉淀是否洗涤干净，应选用试剂是________。

（2）向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌，适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。

① 大量的白雾的成分是________(填化学式)。

② 适度加热但温度不能过高的原因是____。

（3） 25 ℃时，若调节溶液pH＝3，则溶液中的Fe3＋的物质的量浓度为________。(已知25 ℃时，Fe(OH)3的Ksp＝2．64×10－39)

（4）某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2＋)制备纯净的无水氯化铜固体。请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤(可选用的试剂：蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水)：① 将粗CuCl2固体溶于蒸馏水，滴入少量的稀盐酸；② ________，过滤；③ 将滤液________，得到CuCl2·2H2O晶体；④ 将________，得到无水氯化铜固体。

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(12分)接触法制硫酸采用V2O5作催化剂，使用过的催化剂中含V2O5、VOSO4和SiO2，其中VOSO4能溶于水，从使用过的V2O5催化剂中回收V2O5的主要步骤是：向使用过的催化剂中加硫酸和Na2SO3浸取还原，过滤得VOSO4溶液；向滤液中加入KClO3氧化，再加入氨水生成沉淀；将沉淀焙烧处理后得V2O5。