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铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答: (1)基...

铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。回答

(1)基态铜原子的电子排布式为                ;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O原因         

(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为             ,若“Si—H”中共用电子偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se        Si(填“>”、“<”)

(3)SeO2常温下白色晶体熔点340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为          ;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为         

(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为       ,B与N之间形成          键。

(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为         ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为     个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为          g/cm3

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(1)(4分)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(1分) CuO中铜的价层电子排布为3d94s0(1分),Cu2O中铜的价层电子排布为3d10(1分), 后者处于稳定的全充满状态而前者不是(1分) [合理叙述参照给分](2)(3分)V形(1分)、正四面体(1分) > (1分) (3)(2分)分子晶体(1分) sp2(1分)(4)(2分)sp3(1分) 配位(1分) (5)(4分)原子晶体(1分) 12(1分) 或(2分) 【解析】 试题分析:(1)Cu元素为29号元素,原子核外有29个电子,所以根据核外电子排布规律可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;CuO中铜的价层电子排布为3d94s0,Cu2O中铜的价层电子排布为3d10,后者处于稳定的全充满状态而前者不是,所以在高温时,能生成Cu2O; (2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物分别为H2Se,SiH4,其分子结构分别V形,正四面体;若“Si-H”中键合电子偏向氢原子,说明硅显正价,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,硒显负价,所以硒与硅的电负性相对大小为Se>Si; (3)SeO2常温下白色晶体,熔、沸点低,为分子晶体;二氧化硒分子中价层电子对=2+1/2(6-2×2)=3,Se原子的杂化类型为sp2,且含有一个孤电子对,所以属于V形; (4)BF3•NH3中B原子含有3个σ 键和1个配位键,所以其价层电子数是4,B原子采取sp3杂化,该化合物中,B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对,所以B、N原子之间形成配位键; (5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,属于原子晶体;每个碳原子连接4个硅原子,每个硅原子又连接其它3个碳原子,所以每个碳原子周围最近的碳原子数目为3×4=12;该晶胞中C原子个数=8×1/8+6×1/2=4,Si原子个数为4,晶胞边长=a×10-10cm,体积V=(a×10-10cm)3,ρ=m/V=。 考点:考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、原子杂化判断、原子核外电子排布式的书写等  
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考点分析:
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CO2 加氢合成甲醇可有效利用CO2。由CO2制备甲醇过程涉及反应如下:

反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g) +H2O(g)  H 1=-49.58kJ•mol-1

反应Ⅱ:CO2(g)+ H2(g)满分5 manfen5.comCO (g)+H2O(g)  H 2

反应Ⅲ:CO(g)+2 H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)  H 3=-90.77 kJ•mol-1

回答下列问题:

(1)H 2=              kJ/mol;升高温度会使反应             (填“正”“逆”方向移动

(2)一定条件下在3L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应,实验测得反应物在不同起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图1所示

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①H2和CO2的起始的投入量以A和B两种方式投入A:n(H2)3mol,n(CO2)1.5molB:n(H2)3mol,n(CO2)2mol,曲线代表            填“A”或“B)投入方式

在温度为500K的条件下,按照A方式充入3mol H2和1.5mol CO2,该反应10min时达到平衡:

a.此温度下的平衡常数为              ;500K时,若在此容器中开始充入0.3molH2和0.9molCO2、0.6molCH3OH、xmolH2O,若使反应在开始时正向进行,则x应满足的条件是          

b.在此条件下,系统中CH3OH的浓度随时间的变化如图2所示,当反应时间达到3min时,迅速升温至600K,请在图2中画出3~10min内容器中CH3OH浓度变化曲线。

(3)新型固体燃料电池电解质固体氧化锆氧化钇高温下允许氧离子(O 2-)在其间通过如图所示,其中多孔电极不参与电极反应

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①该电池的负极反应式为                    

②如果用该电池作为电解装置,当有16g甲醇发生反应时,则理论上提供的电量表达式为        C(1个电子的电量为1.6×1019C)。

 

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草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下:

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已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

完全沉淀的pH

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将_____________还原(填离子符号)以便固体溶解。该步反应的离子方程式为                     (写一个)

2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,氯元素被还原为最低价。该反应的离子方程式为                    

(3)用平衡移动原理分析加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀的原因                    

(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是         ;使用萃取剂适宜的pH=____(填序号)左右:

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A.2.0       B.3.0      C. 4.0

(5)滤液Ⅰ“除钙、镁是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)7.35×10-11Ksp(CaF2)1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)          

 

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亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂,探究小组开展如下实验,回答:

[实验Ⅰ] NaClO2晶体按如下图装置进行制取。

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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)装置C起的                   的作用

(2)已知装置B中的产物有ClO2气体,则B中产生气体的化学方程式为          装置D中生成NaClO2和一种助燃气体,其反应的化学方程式为                  装置B中反应后的溶液中阴离子除了ClO2、ClO3、Cl、ClO、OH外还一定含有的一种阴离子是          检验该离子的方法是取少量反应后的溶液于试管中                 

(3)从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤为:①减压55℃蒸发结晶;②          ;③用38℃60℃热水洗涤;④低于           ℃干燥;得到成品

(4)反应结束后,打开K1,装置A起的作用是                  如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是              

[实验Ⅱ]样品杂质分析与纯度测定

(5)测定样品中NaClO2的纯度: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﹣,则所称取的样品中NaClO2的物质的量为                

 

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丹参素能明显抑制血小板的聚集,其结构如图所示,下列说法正确的是

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A.丹参素在C上取代H的一氯代物有4种

B.在Ni催化下1 mol丹参素最多可与4 mol H2加成

C.丹参素能发生取代、消去、中和、氧化等反应

D.1 mol丹参素在一定条件下与足量金属钠反应可生成4 mol H2

 

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下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是

选项

实验操作

现象

解释或结论

A

在新生成的AgCl沉淀中滴入稀KI溶液,振荡

白色沉淀转化为黄色沉淀

Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)

B

向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4,

在管口观察到红棕色气体

HNO3分解成了NO2

C

CH3CH2X中加入少量AgNO3溶液,加热

有浅黄色沉淀生成

CH3CH2X中含有Br-

D

向淀粉溶液中加入稀H2SO4,加热几分钟,冷却后再加入新制Cu(OH)2浊液,加热,

没有红色沉淀生成

淀粉没有水解成葡萄糖

 

 

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