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【化学-选修3物质结构与性质】(15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al...

化学选修3物质结构与性质(15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:

(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过________方法区别晶体、准晶体和非晶体。

(2)基态Fe原子有_______个未成对电子,Fe3+的电子排布式为_________。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为____________。

(3)新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道为___________,1mol乙醛分子中含有的满分5 manfen5.com键的数目为___________。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是___________             。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和定点,则该晶胞中有         个铜原子。

(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数满分5 manfen5.comnm,晶胞中铝原子的配位数为       。列式表示Al单质的密度          g满分5 manfen5.comcm-3

 

⑴X射线衍射法,(1分) ⑵4,(1分)1s22s22p63s23p63d5;(1分)血红色。(1分) ⑶sp3、sp2;(2分)6NA;(1分)形成了分子间的氢键,造成沸点升高;(2分)16 (2分) ⑷12;(2分)(2分) 【解析】 试题分析:(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过X射线衍射法方法区别晶体、准晶体和非晶体。 (2)铁的原子序数是26,根据核外电子排布规律可知基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以铁原子有4个未成对电子,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为血红色。 (3)新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中甲基上的碳原子形成4个单键,杂化轨道是sp3,醛基上的碳原子形成2个单键,一个双键,所以杂化轨道为sp2;单键都是σ键,而双键是由1个σ键和1个构成,则根据乙醛的结构简式CH3CHO可知,1mol乙醛分子中含有的键的数目为6NA。由于乙酸形成了分子间的氢键,造成沸点升高,因此乙酸的沸点明显高于乙醛。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和定点,则晶胞中氧原子个数=4+8×1/8+6×1/2=8,所以根据化学式可知该晶胞中有16个铜原子。 (4)Al单质为面心立方晶体,晶胞中铝原子的配位数为12,其中铝原子的个数是8×1/8+6×1/2=4。又因为其晶胞参数nm,则Al单质的密度=m÷V=gcm-3。 考点:考查晶体性质、晶胞计算、核外电子排布、共价键、杂化轨道等  
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化学选修2化学与技术(15分)

氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下:

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金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。

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【已知:金属离子浓度为1 mol·L-1时,Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0,Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】

请回答下列问题:

(1)酸浸时发生反应的离子方程式是________;析出CuCl晶体时的最佳pH在_______左右。

(2)铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为________________。

(3)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤,在真空干燥机内于70干燥2 h、冷却密封包装。70真空干燥、密封包装的目的是_____________________________________。

(4)产品滤出时所得滤液的主要分成是________,若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体,还需要知道的是__________________。

(5)若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜,试写出该反应的化学方程式:____________________。为提高CuCl的产率,常在该反应体系中加入稀碱溶液,调节pH至3.5。这样做的目的是_____________。

 

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(15分)能源、环境与人类生活和社会发展密切相关研究它们的综合利用有重要意义。

(1)氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下:满分5 manfen5.com

反应为:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是     mol。

反应中,当n(NO2)n[CO(NH2)2]=32时,反应的化学方程式是         

(2)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法同时实现了氮氧化物的循环转化主要反应为:NO2(g)+SO2(g)满分5 manfen5.comSO3(g)+NO(g)  H=-41.8 kJ·mol-1已知:2SO2(g)+O2(g)满分5 manfen5.com2SO3(g)  H=-196.6 kJ·mol-1写出NOO2反应生成NO2的热化学方程式       

(3)某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3,装置如图,电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是     

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(4)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+3H2O(g);

该反应平衡常数表达式为K=             

已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。

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(5)合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应:CO(g) +2H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)  H<0。在容积均为VL的I、三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示,此时I、三个容器中一定达到化学平衡状态的是            ;若三个容器内的反应都达到化学平衡时,CO转化率最大的反应温度是       

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(14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550)下通过下面三个反应共熔得到。

4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g)ΔH1=+Q1kJ·mol-1

CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1

CO2 (g)+C(s)=2CO(g)     ΔH3=+Q3kJ·mol-1

已知:CaSiO3的熔点(1546)比SiO2低。

a、写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式_____________________________。

b、上述反应中SiO2起何作用?______________________________________。

(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体         (写化学式)。

(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在                   之间(已知磷酸的各级电离常数为:K1= 7.1×103   K2 = 6.3×108    K3 =4.2×1013 lg7.1≈0.9  lg6.3≈0.8  lg≈0.6) Na2HPO4 溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其原因是                                       (用离子方程式表示)。

(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:

11P 4+60CuSO4+96H2O20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4

60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是           

 

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(14分)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下:

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已知:主反应:2Na2CO3 (aq) + 3H2O2 (aq) 满分5 manfen5.com 2Na2CO3·3H2O2 (s)  ΔH < 0

副反应:2H2O2 = 2H2O + O2

502Na2CO3·3H2O2 (s) 开始分解

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请回答下列问题

(1)步骤的关键是控制温度,原因是         ,其措施有_______、__________________

(2)在滤液X中加入适量NaCl固体可析出过碳酸钠,原因是_________________。

(3)步骤中选用无水乙醇洗涤产品的目的是   

(4)下列物质中,会引起过碳酸钠失效的有    

A.NaHCO3           B.MnO2         C.Na2SiO3          D.Na2SO3

(5)过碳酸钠产品中往往含有少量碳酸钠,可用重量法测定过碳酸钠的质量分数;其操作步骤:取样品溶解加入BaCl2溶液过滤洗涤干燥称量。需要直接测定的物理量有:      样品的质量m1g、沉淀的质量m2g(用字母表示并注明其含义)。产品中过碳酸钠质量分数的表达式为:           

 

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下列解释实验事实的方程式正确的是

A.Al2(SO4)3溶液滴加氨水产生白色胶状沉淀:Al3+ + 3OH = Al(OH)3

B.90时测得纯水中c(H+)·c(OH) =3.8×10-13:H2O(l)满分5 manfen5.comH+(aq) + OH(aq) H<0

C.FeCl3溶液中通入SO2,溶液黄色褪去:2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2+ + SO42+ 4H+

D.碳酸钠溶液滴入酚酞变红:CO32+ 2H2O 满分5 manfen5.com H2CO3 + 2OH

 

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