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[化学一选修3:物质结构与性质](15分)第四周期的过渡元素在工业、农业、科学技...

[化学一选修3:物质结构与性质](15分)第四周期的过渡元素在工业、农业、科学技术以及人类生活等方面有重要作用。其中Ni-Cr-Fe合金是常用的电热元件材料。请回答:

(1)基态Ni原子核外电子排布式为_______;第二周期中基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性大的元素为________。金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)满分5 manfen5.com,该分子呈正四面体构型。试推测Ni(CO)满分5 manfen5.com的晶体类型为________,Ni(CO)满分5 manfen5.com易溶于下列_______(填选项字母)中。

A.水       B.四氯化碳       C.苯        D.硫酸镍溶液

2)FeO、NiO晶体中r(Ni2+)和r(Fe2+)分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO_________FeO(填“>”或“<”),原因为_____________;黄血盐是一种配合物,其化学式为K4[Fe(CN)6] ·3H2O,该配合物中配体的化学式为_________,黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应,生成硫酸盐和一种与该配体互为等电子体的气态化合物,该反应的化学方程式为_______________。

(3)酸性高锰酸钾溶液能氧化硝基苯酚,邻硝基苯酚和对硝基苯酚在20满分5 manfen5.com水中的溶解度之比为0.39,其原因为_________。

(4)在铬的硅酸盐中,SiO44-四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大结构型式。图(b)为一种链状结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为________,其化学式为_________。

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(1)1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar]3d84s2(1分) 氧或O (1分) 分子晶体(1分) BC(2分,各1分,只要有错不得分) (2)>(1分) r(Ni2+)小于r(Fe2+),NiO的晶格能大于FeO(1分) CN-(1分) K4[Fe(CN)6].3H2O+6H2SO4+3H2O = 2K2SO4+FeSO4+3(NH4)2SO4+6CO↑(2分) (3)邻硝基苯酚形成分子内氢键,降低其在水中的溶解度;对硝基苯酚与水形成分子间氢键,增大了溶解度。(2分) (4)sp3 (1分) (Si4O11)n6n- 或Si4O116-(2分) 【解析】 试题分析:(1)Ni为28号元素,根据核外电子的排布规律,则Ni的基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar]3d84s2;Ni原子中的未成对电子数是2,第二周期元素中,未成对电子数是2的原子的p轨道未2个电子或4个电子,其中电负性较大的元素应是O元素;Ni(CO)4是易挥发液体,分子为正四面体形,所以Ni(CO)为分子晶体,根据相似相溶原理,则Ni(CO)易溶于有机溶剂,所以答案选BC; (2)r(Ni2+)和r(Fe2+)分别为69 pm和78 pm,则r(Ni2+)< r(Fe2+),阴离子都是氧离子,所以阳离子半径小的晶格能大,则熔点高,所以NiO的熔点大于FeO;化学式为K4[Fe(CN)6] ·3H2O的配合物中的配体为CN-,C为+2价,N为-3价,与其互为等电子体的分子是氮气或CO,都是双原子微粒,都含有14个电子,因为黄血盐溶液与稀硫酸发生非氧化还原反应,所以生成硫酸亚铁、硫酸钾、硫酸铵、CO,化学方程式是K4[Fe(CN)6].3H2O+6H2SO4+3H2O = 2K2SO4+FeSO4+3(NH4)2SO4+6CO↑; (3)羟基与水分子、硝基之间均可形成氢键,而邻硝基苯酚形成分子内氢键,降低其在水中的溶解度;对硝基苯酚与水形成分子间氢键,增大了溶解度,使二者在水中的溶解度比值小于1; (4)根据图(b)可知,每个Si原子周围都与4个O原子相连,无孤对电子,所以Si原子为sp3杂化;根据晶胞结构图可知,在一个五角形的晶胞中,共有6个Si原子,其中有4个被2个晶胞共有,所以Si原子的实际个数是4×1/2+2=4;1个五角形的晶胞中有18个O原子,其中完全属于该晶胞的是4个,(上下各2个),其余O原子均属于2个小正四面体共有,所以O原子的实际个数是4+14×1/2=11,每个独立的Si-O中的O原子带一个单位的负电荷,所以该晶胞的化学式是(Si4O11)n6n- 或Si4O116-。 考点:考查物质的结构与性质的判断,晶胞化学式的计算  
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[化学一选修2:化学与技术](15分)海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。

(1)海水中盐的开发利用:

①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河人海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和________池。

②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产,在电解槽中阳离子交换膜 只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用_______(写一点即可)。

(2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。其中具有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。

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①海水不能直接通入到阴极室中,理由是______________.

②A口排出的是_______(填“淡水”或“浓水”)。

(3)用苦卤(含 Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如下:

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①若吸收塔中的溶液含BrO3,则吸收塔中反应的离子方程式为___________。

②通过苦卤中通入Cl2已获得含的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液________。

③向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在90满分5 manfen5.com左右进行蒸馏的原因是___________。

 

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(15分)汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质,已成为某些大城市空气的主要污染源。

(1)汽车燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因为(用化学方程式表示为可逆反应)________;汽车启动后,汽缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,试分析其原因________。

(2)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的和,反应原理为: 2CO(g)+2NO (g) 满分5 manfen5.comCO2(g)+N2 (g) △H<0,某研究小组在三个容积均为5L的恒容密闭容器中,分别充入0.4 mol NO和0.4 molCO,在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:

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①计算实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v(N0)=________。

②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v( NO)由大到小的顺序为__________(填实验序号)。

③与实验Ⅱ相比,实验I和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件,所改变的条件和判断的理由为:

实验I__________________________________________;

实验Ⅲ________________________________________。

④三组实验中CO的平衡转化率α1(CO)、αII (CO)和αIII(CO)的大小关系为____________。

⑤计算实验Ⅲ的平衡常数K=____________。

 

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(14分)稀土是一种不可再生的战略性资源,被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下:

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已知:①废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)如所示;

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②不同离子沉淀的pH如图一所示。

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(1)步骤I中进行原料预处理的目的为________________。

(2)步骤Ⅱ中有黄绿色气体产生,该反应的化学方程式为________________。

(3)步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式为________________。

(4)步骤Ⅳ中除杂试剂DDTC除去的杂质离子有____________,其不能通过直接加碱的方法除去,原因为________。

(5)步骤V中Y3+沉淀完全时,需保证滴加草酸后的溶液中c(C2O42-)不低于________mol/L。

(已知:当离子浓度小于10满分5 manfen5.commol/L时,沉淀就达完全;Ksp[Y2(C2O4)3]= 8.0×10-28)

(6)步骤Ⅵ中草酸钇隔绝空气加热可以得到Y2O3,该反应的化学方程式为____________。

 

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(14分)某浅绿色晶体X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化学上常用作还原剂。为确定其组成,某小组同学进行如下实验。

I.NH4的测定

采用蒸馏法,蒸馏装置如图所示,实验步骤如下:

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①准确称取19.60 g晶体X,加水溶解,注入圆底烧瓶中;

②准确量取50.00 mL l.0100 mol满分5 manfen5.comH2SO4溶液于锥形瓶中;

③向圆底烧瓶中加入足量NaOH溶液,加热蒸馏;

④用0.0400 mol满分5 manfen5.com NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过剩的酸,到终点时消耗NaOH标准溶液25.00 mL。

(1)步骤②中,准确量取H2SO4溶液所用的玻璃仪器为________.

(2)步骤③中,加热蒸馏时间需长达30分钟,其目的为________.

(3)步骤④中,若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则所测n(NH4)的值将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

Ⅱ.SO42-的测定

采用重量分析法,实验步骤如下:

①另准确称取19.60 g晶体X于烧杯中,加水溶解,边搅拌边加入过量的 BaCl2溶液;

②用无灰滤纸(灰分质量很小,可忽略)过滤,洗涤沉淀3~4次;

③用滤纸包裹好沉淀取出,灼烧滤纸包至滤纸完全灰化;

④继续灼烧沉淀至恒重.得沉淀质量23.30 g。

(4)步骤①中,判断 BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是________。

(5)步骤②中,所用洗涤剂最合适的是________(填选项字母)。

A.冷水       B.稀硫酸       C.滤液

(6)步骤③灼烧操作中,除三脚架外,还需要用到下列仪器中的____(填选项字母)。

A.烧杯 

B.坩埚   

C.表面皿 

D.泥三角   

E.蒸发皿 

F.酒精灯

(7)综合实验I、Ⅱ,通过计算得出晶体X的化学式为________。

 

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已知热化学方程式:

①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)   △H= -283.0kJ/mol

②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H= -241.8kJ/mol

据此判断下列说法正确的是

A. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H>-241.8kJ/mol

B.H2(g)的燃烧热△H =-241.8 kJ/mol

C.H2(g)转变成H2O(g)的化学反应一定放出能量

D. CO(g)+ H2O(g)= CO2(g) + H2(g)△H =-41.2kJ/mol

 

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