【物质结构与性质】(13分)
金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。根据要求回答下列问题:
(1)基态Ni的价电子构型(电子排布式)为______________________。
(2)Ni(CO)4常温为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,则Ni(CO)4属于_______晶体。
(3)Ni2+可与丁二酮肟()作用生成腥红色配合物沉淀A。
①丁二酮肟分子中碳原子的杂化轨道类型有______________,1mol该分子中含有的碳碳σ键和碳氮σ键的总数为__________。
②氨气在水中的溶解度远大于甲烷,其原因是____________。
③腥红色配合物沉淀A中(结构如右)除含有一般共价键外,还含有配位键和氢键,请在右图中标出配位键和氢键。(提示:Ni2+的配位数为4,配位键用“→”表示,氢键用“…”表示)
(4)据报道,某种含有镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性,该新型超导晶体的一个晶胞的结构如下图所示,则该晶体的化学式为__________ 。
(17分)亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂。探究小组开展如下实验,回答下列问题:
实验Ⅰ:制取NaClO2晶体按下图装置进行制取。
已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)用50%双氧水配制30%的H2O2溶液,需要的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管、烧杯外,还需要 (填仪器名称);
(2)装置C的作用是 ;
(3)装置B内生成的ClO2气体与装置D中混合溶液反应生成NaClO2,生成NaClO2的反应方程式为 。
(4)如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是 ;
(5)反应后,经以下步骤可从装置D的溶液获得NaClO2晶体。请补充完整操作iii。
i.55℃蒸发结晶;
ii.趁热过滤;
iii. ;
iv.低于60℃干燥,得到成品。
实验Ⅱ:样品杂质分析与纯度测定
(6)上述实验制得的NaClO2晶体中含少量Na2SO4。产生Na2SO4最可能的原因是 ;
a. B中有SO2气体产生,并有部分进入D装置内
b. B中浓硫酸挥发进入D中与NaOH中和
c. B中的硫酸钠进入到D装置内
(7)测定样品中NaClO2的纯度。测定时进行如下实验:
准确称一定质量的样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生如下反应:ClO2-+ 4I-+4H+ =2H2O+2I2+Cl-,将所得混合液稀释成100mL待测溶液。取25.00mL待测溶液,加入淀粉溶液做指示剂,用c mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点,测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知:I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①确认滴定终点的现象是 ;
②所称取的样品中NaClO2的物质的量为 (用含c、V的代数式表示)。
(14分)Al2O3、Al(OH)3都是重要化工原料。根据要求回答问题:
Ⅰ、电解法制高品质Al(OH)3装置如下(中间用离子交换膜隔开):
4Na[Al(OH)4]+2H2O4Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑
(1)产物Al(OH)3在 区(填“阴极”或“阳极”)沉积;
(2)电解中转移2mol e—时,将制得__________mol的Al(OH)3。
Ⅱ、制取纳米Al2O3需要纯净的硫酸铝。现有0.05mol·L-1硫酸铝溶液,经检测,含有Fe2+、Fe3+。可按下述操作提纯:往溶液中加足量H2O2充分反应,再用试剂X调节溶液pH=3.5。(室温下,0.1mol·L-1的Fe2+、Al3+开始沉淀的pH分别为7.0和3.7,Fe3+完全沉淀的pH=3.2)
(3)纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体。则纳米氧化铝的直径约为_________m。
(4)检验硫酸铝溶液含有Fe3+时,所采用的试剂及现象是_____________________。
(5)往溶液中加入H2O2的作用是 (用离子方程式表示)。
(6)加入的X试剂(填选项编号)是 。
A.CuO B.Al(OH)3 C.NaOH D.NaHCO3
若调节后溶液的pH偏离3.5,可能带来的后果是__________________________。
(14分)甲、乙、丙是常见的三种物质,它们之间有如图所示的转化关系。根据要求回答问题:
I、已知:甲是常见单质,丙为氢气。
(1)若乙为氧化物且有磁性,则乙发生铝热反应的化学方程式为 。
(2)若甲为碳,则产物乙、丙可合成甲醇。
①已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0 kJ·mol-1
CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0 kJ·mol-1
写出气体乙与气体丙反应生成CH3OH(g)的热化学方程式:__________________。
②乙和丙合成甲醇的反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表。则T1 ______ T2(填“>”、“<”、“=”)。
温度/℃ | T1 | T2 |
K | 2.041 | 0.012 |
③乙可做某碱性燃料电池的燃料,该电池的负极反应式为_________________。
II、已知:甲是由两种短周期元素组成的化合物,丙的水溶液显碱性。
(3)若构成甲的阴、阳离子个数比为2:3,丙是气体。则构成甲的阴、阳离子半径大小关系为 (用具体的微粒表示)。
(4)若乙是O2,则甲的一种重要用途是 ;产物丙与Cl2按2:1(物质的量)反应得到丁溶液,丁溶液中阴离子浓度从大到小的顺序是 。
已知:NH2COO-+2H2O HCO3-+NH3·H2O。现用两份氨基甲酸铵溶液在不同温度(T1和T2)下实验,得到c(NH2COO-)随时间变化关系如图所示。以下分析正确的是
A.无法判断T1和T2的大小关系
B.T1 ℃时,第6min反应物转化率为6.25%
C.T2 ℃时,0~6min ν(NH2COO-)=0.3mol·L-1·min-1
D.往平衡体系加水稀释,平衡右移,溶液中各种离子浓度减小
甲、乙是由同主族元素R、Z组成的两种单质,常温下能进行如下反应:甲 + 乙 + H2O —— HRO3 + HZ(未配平)。下列说法正确的是
A.R原子最外层电子数为5 B.单质的氧化性:甲>乙
C.原子半径:R>Z D.HRO3与HZ之计量数比为5:1