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铁、铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。请回答下列问题: (1)铁在元素...

铁、铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。请回答下列问题:

(1)铁在元素周期表中的位置            

(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于______(填晶体类型).Fe(CO)x中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=______ Fe(CO)x在一定条件下发生反应:

Fe(CO)x(s)满分5 manfen5.com Fe(s)+ xCO(g)。已知反应过程中只断裂配位键,由此判断该反应所形成的化学键类型为       

(3)写出CO的一种常见等电子体分子的结构式______;两者相比较沸点较高的为______(填化学式).CN中碳原子杂化轨道类型为       S、N、O三元素的第一电离能最大的为        (用元素符号表示)。

(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如图所示。

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①基态铜原子的核外电子排布式为           

②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目       

(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如附图所示(黑点代表铜原子)。

该晶体的化学式为           

②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的化合物属于      (填“离子”、“共价”)化合物。

③已知该晶体的密度为满分5 manfen5.com g.cm-3,阿伏伽德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为       pm(只写计算式)。

 

(15分) (1)第四周期第Ⅷ族 (1分) (2)分子晶体 (1分) 5(1分) 金属键(2分) (3) N≡N;CO;(2分) sp杂化 (1分) N (1分) (4)①[Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1(1分) ②12(1分) (5)①CuCl (1分) ②共价 (1分) ③(2分) 【解析】 试题分析:(1)铁元素位于第四周期第Ⅷ族。(2)晶体熔沸点较低,所以属于分子晶体;铁原子价电子数位8,每个一氧化碳分子提供一个电子对,所以8+2n=18, n=5, 只有配位键断裂,则形成的化学键为金属键。(3)原子个数相等,价电子数相等的微粒为等电子体,所以与一氧化碳等电子体的分子结构为 N≡N;极性分子的熔沸点较高,因为CO为极性分子,氮气是非极性分子,所以一氧化碳的熔沸点较高。该微粒中碳原子价层电子对个数为2,所以碳原子采用sp杂化,同一周期,元素的第一电离能随着原子序数增大而成增大趋势,但第二主族。第五主族元素第一电离能大于其相邻元素,同一主族,第一电离能随着原子序数的增大而减小,所以第一电离能最大的为氮元素。(4)①铜为29号元素,基态铜原子的核外电子排布为[Ar]3d104s1 或1s22s22p63s23p63d104s1。②根据晶胞结构图可知,铜为面心立方堆积,所以每个铜原子周围距离最近的铜原子位于经过该原子的立方体的面的面心上,共12个。(5)①根据价电子排布式判断出X原子为氯原子,由晶胞结构可知,铜原子处于晶胞内部,晶胞中含有4个铜原子,氯原子属于顶点和面心上,晶胞中含有的氯原子个数为8×1/3+6×1/2=4,则化学式为CuCl。②电负性差值大于1.7原子间易形成离子键,小于1.7原子间形成共价键,铜和氯元素的电负性分别为1.9和3.0.差值小于1.7,所以形成共价键。③根据晶胞的结构可知铜原子含有M原子之间的最短距离为立方体体对角线的1/4,而体对角线为晶胞边长的倍,所以铜原子和M原子之间的最短距离为。 考点: 晶胞的计算,元素周期表的结构和应用  
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下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。结合铝生产的流程图回答下列问题:

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(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿,铝土矿的主要成分是________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品__________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。

(2)在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是________

(3)在冶炼过程中,阳极材料需要定期进行更换,原因是氧化铝溶解并和部分冰晶石发生反应生成Al2OF62-,写出该反应的离子方程式________________。若电解的总反应为2Al2O3+3C满分5 manfen5.com3CO2+4Al,则阳极的电极反应式为_______________。

(4)冰晶石能在碱性溶液中分解,写出冰晶石与足量NaOH溶液反应生成两种钠盐的化学方程式______________。

(5)已知生产1mol铝消耗的电能为1.8x106J,9g铝制饮料罐可回收能量为0.2kJ,则铝制饮料罐的热回收效率η=_____________。(热回收效率= 回收能量/生产耗能x100%)

 

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碘是生命体中的必需元素,请根据如下有关碘及其化合物的性质,回答下列问题:

(1) 实验室中制取少量碘可采用如下方法:

KI + CuSO4 A (白色)↓+ K2SO4 + I2

16.0 g CuSO4与过量KI反应后可得19.1 g A,写出A的化学式       。工业生产中,可用智利硝石(含有NaIO3)为原料,与NaHSO3反应后生成碘,写出此反应的离子方程式:               

(2)单质碘与氟气反应可得IF5,实验表明液态IF5具有一定的导电性,研究人员发现产生这一现象的可能原因在于IF5的自偶电离(如:2H2O 满分5 manfen5.com H3O + OH),生成的阳离子为       ;阴离子为      

(3)将单质碘与铝屑置于管式电炉中,隔绝空气加热至500℃得到棕色片状固体,此固体溶于Na2CO3溶液可产生白色沉淀和气体。请写出上述实验过程中发生的化学反应方程式:                                                         

(4) 某化学课外小组用海带为原料制得少量含碘离子的溶液。现用0.10 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液滴定20.00 mL该溶液需10.25 mL,则该溶液中碘离子的浓度为_________mol·L-1(精确到0.01)。

(5) I2O5是白色粉末状固体,可用作氧化剂使H2S、CO、HC1等氧化,在合成氨工业中常用I2O5来定量测量CO的含量。已知:

2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) ΔH=-75.56kJ•mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ•mol-1

写出CO(g)与I2O5(s)反应析出固态I2的热化学方程式:                       

 

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高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下:

(1)制备MnSO4溶液:在烧瓶中(装置见右图)加入一定量MnO2和水,搅拌,通入SO2和N2混合气体,反应3h。停止通入SO2,继续反应片刻,过滤.

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写出左边集气瓶的作用                      

石灰乳的作用是:                       (用化学方程式表示)

写出MnO2和H2SO3反应的离子反应方程式                     

反应过程中,为使SO2尽可能转化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下,可采取的合理措施有          (选择选项填空)。

a.缓慢通入混合气体 b.快速通入混合气体c.控制适当的温度 d.高温加热

(2)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,满分5 manfen5.com100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH=7.7。请补充由(1)制得的MnSO4制备高纯MnCO3的操作步骤【实验中可选用的试剂: Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH】。

边搅拌边加入Na2CO3,并控制溶液pH<7.7

                                  

检验SO42-是否被洗涤干净。检验水洗是否合格的方法是                  

用少量C2H5OH洗涤,其目的是                               

低于1满分5 manfen5.com00℃干燥。

 

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为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量,研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。

(1)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应:N2 + O2满分5 manfen5.com 2NO,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一,科学家设计利用NH3在催化条件下将NOx还原成N2而排放。

①在T1、T2温度下,一定量的NH3发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如右图所示,根据图像判断反应N2(g)+ 3H2(g)满分5 manfen5.com 2NH3(g)△H_______0(“>”“<”)

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满分5 manfen5.com温度下2L密闭容器中充入10molN25mo1H2,50秒后达到平满分5 manfen5.com测得NH3的物质的量为2mol,则该反应的速率v(N2)___________________。该温度下,若增大压强此反应的平衡常数将_______________(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”);若开始时向上述容器中充入N2与H2均为10 mol,则达到平衡后H2的转化率将__________。(填“升高”、“降低”)

(2)利用图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,用阴极排出的溶液可吸收NO2

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①阳极的电极反应式为_____________________。

②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有SO32-生成。该反应的离子方程式为                         

(3)一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下,将a mol·L-1的醋酸与b mol满分5 manfen5.comL-1Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=_________(用含a和b的代数式表示)。

 

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据报道,科学家发现了如下反应:O2+PtF6→O2(PtF6满分5 manfen5.com).已知O2(PtF6)为离子化合物,其中Pt为+5价.对于此反应,下列说法正确的是( 

A.此反应是非氧化还原反应

B.O2(PtF6 中氧元素的化合价是+1价

C.在此反应中,O2是氧化剂,PtF6是还原剂

D.此反应中,每生成1mol O2(PtF6)转移1mol 电子

 

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