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【化学—选修3:物质结构与性质】(15分)A、B、C、D、E、F均属前四周期且原...

化学—选修3:物质结构与性质】(15分)A、B、C、D、E、F均属前四周期且原子序数依次增大的六种元素,其中A、B、C是同一周期相邻的三种元素,C的氢化物水溶液呈碱性;D的基态原子3p轨道上有3个未成对电子;E、F为副族元素,4s能级均只有一个电子。回答下列问题:

(1)A、B、C三种元素按电负性由小到大的顺序是_________(用元素符号表示)。

(2)B与氧原子能形成四原子阴离子,其中B的杂化方式为_____________;C的三氯化物分子的立体构型为____________________________________。

(3)任写一种与BC离子互为等电子体的离子__________________(写出化学式)。

(4)F原子的外围电子排布式为_____________,F晶体中原子的堆积方式是下图中的_________(填写“甲”、“乙”或“丙”)。

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(5)E的离子可以形成多种配合物,将ECl3溶液蒸发浓缩,析出深绿色晶体。该晶体中E3+、Cl、H2O的物质的量之比为1∶3∶6,且E的配位数为6。向1.0mol该晶体的溶液中加入足量AgNO3溶液产生143.5g白色沉淀,则该配合物的化学式为__________________________。

(6)AD是一种耐磨材料,其结构与金刚石相似,图为其晶体结构单元,它可由A的三溴化物和D的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。

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①写出合成AD的化学方程式:________________________。

②已知晶体中A与D原子的最近距离为a pm,则该晶体密度的表达式为_________g/cm3。(不需化简,阿伏加德罗常数为NA

 

(15分) (1)B C N或B<C<N(2分。由大到小排列给1分) (2)sp2杂化(1分) 三角锥形(1分。“形”写成“型”0分。) (3)C22- 或O22+(2分) (4)3d104s1 (1分。写成4s13d10 0分) 丙(1分) (5)[Cr(H2O)4Cl2] Cl·2H2O(2分); (6)①BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr (2分) ② (3分。化简之后也可。) 【解析】 试题分析:C的氢化物水溶液呈碱性,可知C为N,A为B,B为C;D的基态原子3p轨道上有3个未成对电子,可知D为P;E、F为副族元素,4s能级均只有一个电子,则E为Cr,F为Cu; (1)电负性是指得电子能力,也即非金属性越强,电负性越大,B、C、N三种元素按电负性由小到大的顺序是B<C<N。 (2)CO32-中C的杂化方式为sp2;NCl3的构型与NH3相似,都是三角锥形。 (3)CN-是二核14e-,C22-与CN—互为等电子。 (4)Cu原子的外围电子排布式为3d104s1,Cu晶体中原子的堆积方式是下图中的丙。 (5)向1.0mol该晶体的溶液中加入足量AgNO3溶液产生143.5gAgCl,物质的量为1mol,说明晶体中可电离的Cl-为1个,此晶体的化学式为[Cr(H2O)4Cl2] Cl·2H2O。 (6)①生成BP的化学反应式:BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr ②按照晶胞中微粒的均分理论,B原子数为:8×1/8+6×1/2=4;P原子包含在晶胞内共4个;一个晶胞中有个4个BP,另外根据B与P之间的最短距离为a pm=2×10-12m,求算出晶胞的体积 最终可得密度为: 考点:物质结构 涉及元素的推断、电负性大小、等电子体及晶体结构分析等  
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考点分析:
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【化学   选修2:化学与技术(15分)海洋是地球上最广阔的水体的总称,其含水量约占地球上总水量的97%。

(1)海水中含有许多化学物质,不能直接饮用,所以将海水转化为淡水是一项重大科研课题。电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示,电渗析法淡化海水时阴极室可获得的重要化工原料有               

时间

4℃ 

10℃ 

20℃ 

35℃ 

55℃ 

90℃ 

5分钟

0

0.2

0.4

0.7

0

0

10分钟

0

1.0

1.3

1.2

0.1

0

15分钟

0.1

1.9

2.2

2.8

0.2

0

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(2)海水中含有大量的NaCl,盐田法仍是目前海水制盐的主要方法。盐田分为贮水池、           池和结晶池,建盐田必须在       处建立(填写序号)。

A选在离江河入海口比较近的地方

B多风少雨

C潮汐落差大且又平坦空旷的海滩

(3)盐田中所得为粗盐,若想用粗盐制烧碱,需对所用食盐水进行两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等离子,流程如下:

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已知:20°C部分沉淀的溶解度(g)如下表:

CaSO4

CaCO3

BaSO4

BaCO3

2.6×10-2

7.8×10-4

2.4×10-4

1.7×10-3

①检测Fe3+是否除尽的方法是__________________________________________。

②运用表中数据解释过程I选用BaCl2而不选用CaCl2的原因_______________。

(4)工业上通常以NaCl、CO2和NH3为原料制取纯碱,请写出第一步制取NaHCO3的化学方程式__________

(5)工业制得的纯碱常含有NaCl杂质,用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数。

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①检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________________________;

②样品中NaCl质量分数的数学表达式为_____________________。

 

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(14)铬是一种银白色金属,化学性质稳定,以+2、+3和+6价为常见价态。工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3 含有Al2O3SiO2等杂质)为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na2Cr2O7·2H2O(已知Na2Cr2O7是一种强氧化剂),其主要工艺流程如下:

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查阅资料得知:

常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42

常温下,Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31

回答下列问题:

(1)工业上常采用热还原法制备金属铬,写出以Cr2O3为原料,利用铝  热反应制取金属铬的化学方程式                        

(2)酸化滤液D时,不选用盐酸的原因是            

(3)固体E的主要成分是Na2SO4,根据图分析操作a为                            

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(4)已知含+6价铬的污水会污染环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-,处理该废水常用还原沉淀法,具体流程如下:

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Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,是因为                                  

下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是        (填选项序号);

A.FeSO4溶液    B.浓H2SO4     C.酸性KMnO4溶液      D.Na2SO3溶液

调整溶液的pH=5时,通过列式计算说明溶液中的Cr3+是否沉淀完全          

上述流程中,每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-,则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为                                   

 

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(15分)二氧化硫和氮氧化物都是常见的大气污染物,回答下列相关问题。

Ⅰ某温度下氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,涉及如下反应:

i2NO(g)+Cl2(g)满分5 manfen5.com2ClNO(g)   △H1 0       其平衡常数为K1

ii2NO2(g)+NaCl(s) 满分5 manfen5.comNaNO3(s)+ClNO(g)  △H2 <0     其平衡常数为K2

(1)现有反应4NO2(g)+2NaCl(s) 满分5 manfen5.com2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),则此反应的平衡常数K3     (用K1、K2表示),反应热△H3     (用△H1、△H2表示)。

(2)为研究不同条件对反应ii的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO2和足够的NaCl(s),10min时反应ii达到平衡。测得平衡时NO2的转化率α1(NO2) =50%,则:

①10min内υ(ClNO)                    ,平衡常数K2                

②若其它条件不变,使反应在恒压条件下进行,平衡时NO2转化率为α2(NO2),则:

α1(NO2)           α2(NO2)(“>”“<”“=”)。

II除氮氧化物外,SO2也是重要的大气污染物,需要对其进行吸收处理。

(3)若用一定量的NaOH溶液吸收SO2气体后所得吸收液恰好呈中性,下列有关吸收液中粒子关系正确的是             

Ac(Na) c(HSO3-)+ 2c(SO32-)

Bc(Na) > c(HSO3-) =c(SO32-) > c(H+) = c(OH)

C2c(Na) 2c(H2SO3)+2c(HSO3-)+2c(SO32-)

Dc(Na) > c(HSO3) + c(SO32—) +c(H2SO3)

(4)工业上也可以用Na2SO3溶液吸收SO2,并用电解法处理吸收后所得溶液以实现吸收液的回收再利用,装置如图所示,则

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工作一段时间后,阴极区溶液的pH      (填“增大”“减小”或“不变”);

②写出阳极的电极反应式                      

 

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(14分)工业生产中会产生大量的废铁屑,可将其“变废为宝”制成化工原料氯化铁。实验室中利用图所示装置探究由废铁屑制备FeCl3·6H2O晶体的原理并测定铁屑中铁单质的质量分数(杂质不溶于水且不与酸反应)。

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(1)装置A的名称为                    

(2)检验该装置气密性的具体操作如下:

①关闭              ;打开弹簧夹K1

②向水准管中加水,使水准管液面高于量气管液面;

                 

取m g废铁屑加入B装置中,在A中加入足量的盐酸后进行下列操作:

打开弹簧夹K1,关闭活塞b,打开活塞a,缓慢滴加盐酸。

当装置D的量气管一侧液面不再下降时,关闭弹簧夹K1,打开活塞b,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a、b。

将烧杯中的溶液经过一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶体。

请回答:

(3)用离子方程式表示烧杯中足量的H2O2溶液的作用:                    

(4)实验结束后,量气管和水准管内液面高度如上图所示,为了使两者液面相平,应将水准管      (填“上移”或“下移”)。

(5)由FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作过程中不需要使用的仪器有      (填选项序号)。

a.蒸发皿  

b.烧杯  

c.酒精灯  

d.分液漏斗  

e.坩埚  

f.玻璃棒  

g.漏斗

(6)实验结束后,若量气管内共收集到VmL气体(已换算成标准状况),则此废铁屑中铁单质的质量分数为                 

 

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由下列实验现象得出的结论正确的是

选项

实验现象

结论

A

取某Na2SO3溶液,加入足量的稀盐酸,产生气泡,再滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀。

Na2SO3已部分被氧化

B

向2mL0.1mol/LNaOH溶液中滴加0.1mol/LMgCl2溶液3滴,出现白色沉淀后,再滴加3滴0.1mol/L FeCl3溶液,出现红褐色沉淀。

溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3

C

向氯水中通入足量SO2,氯水褪色。

SO2具有漂白性

D

相同温度下,测等浓度的Na2CO3和Na2SO3水溶液的pH: pH (Na2CO3) pH(Na2SO3)。

非金属性强弱:C>S

 

 

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