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[化学——选修5物质结构与性质]

硼及其化合物在工业上有许多用途。工业上以铁硼矿为原料制备硼酸,铁硼矿含有MgFeCaAlBO等多种元素,它的主要成分为Mg2B2O5·H2OFe3O4

1)基态铁原子的外围电子层排布为       ,该元素位于元素周期表中的第          族,在水溶液中常以Fe2+Fe3+的形式存在,其中           更稳定。

2)以硼酸为原料可制得NaBH4, B原子的杂化方式为        

3)工业上冶炼铝不用氯化铝,因为氯化铝易升华,其双聚物Al2Cl6结构如图所示。1mol该分子中含       个配位键,该分子        (填不是)平面型分子。

4)依据第二周期元素第一电离能的变化规律,参照图中BCOF元素的位置,用小黑点表示N元素的相对位置。

5Al单质为面心立方晶体,其晶体参数a=0.405nm,列式表示Al单质的密度:        g·cm3

 

(15分)(1)3d64s2 (2分) Ⅷ(1分) Fe3+ (1分) (2)SP3(2分) (3)2NA (2分) 不是 (2分) (4)如右图所示(2分) (5)ρ=(3分) 【解析】试题分析:(1)Fe元素原子核外电子数为26,根据能量最低原理,其价电子排布式为3d64s2,在周期表中位于第Ⅷ族,Fe3+离子3d为半满稳定状态,能量较低,比较稳定;故答案为:3d64s2;Ⅷ;Fe3+;(2)NaBH4中B原子价层电子对数为4+(3+1-1×4)/2=4,杂化轨道数目为4,其杂化方式为:sp3,故答案为:sp3;(3)Al2Cl6结构中黑色球为Al原子、白色球为Cl原子,Al原子与Cl原子之间形成3个共价键、1个配位键,Al原子杂化轨道数目为4,1mol该分子中含2NA个配位键,该分子不是平面型分子,故答案为:2NA;否;(4)同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,氮元素原子2p能级为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能B<C<O<N,表示N元素的相对位置为:(5)Al单质为面心立方晶体,晶胞中Al原子数目为8/8+5/2=4,晶胞质量为4×27/(6.02×1023),其晶体参数a=0.405nm,则晶胞密度为 考点:位置结构性质的相互关系应用  
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考点分析:
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.工业上制取硝酸的主要流程图如下图1

1)工业合成氨的原料是N2H2。装置A的名称是                 ;其中N2可从空气中分离出来,方法是先将空气           ,然后                即可得到;H2可以水和天然气为原料在催化剂作用下高温制取,其化学方程式为       

2)在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)来实现。已知1100 K时该反应的平衡常数K0.64,若要使CO的转化率超过80%,则起始物中c(H2O)∶c(CO)不低于           

利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气(NONO2),既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如上图2。已知NONO21:1通入碱液中生成亚硝酸盐。

1)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是               ;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是          (填化学式)

2)该工艺需控制NO NO2 物质的量之比接近11。若n(NO)n(NO2)>11,则会导致            ;若n(NO)n(NO2)<11,则会导致                     

 

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研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有重要意义。

I.污染物SO2NOxO2预处理后用CaSO3悬浊液吸收,可减少尾气中SO2NOx的含量。T℃时,O2氧化烟气中SO2NOx的主要反应的热化学方程式为:

(1) T℃时,反应3NO(g)+O3(g)3NO2g)的△H=        kJ·mol1

(2) T℃时,将0.6 mol NO0.2 molO3气体充入到2L固定容积的恒温密闭容器中,NO的浓度随反应时间的变化如图1所示。

T℃时,反应3NO(g) +O3 (g) 3NO2 (g)的平衡常数K=             

不能说明反应达到平衡状态的是          (填写字母)。

A.气体颜色不再改变       B.气体的平均摩尔质量不再改变

C.气体的密度不再改变     D.单位时间内生成O3NO2物质的量之比为1∶3

IINO2的二聚体N2O4是火箭中常用氧化剂。完成下列问题:

(3) 如图2所示,A是由导热材料制成的恒容密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2,将各1 molNO2通过K1K3分别充入真空AB中,反应起始时AB的体积相同均为aL(忽略导管中的气体体积)。

容器A中到达平衡所需时间ts,达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍,则平均化学反应速率v(NO2)=          

平衡后在A容器中再充入0.5 mol N2O4,则重新到达平衡后,平衡混合气中NO2的体积分数(填变大变小不变        

平衡后,打开K2,重新到达新平衡,B气囊的体积为0.8aL,则在打开K2之前,气囊B的体积为       L

 

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氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流程,从某酸性废液(主要含Cu2+Fe3+H+Cl中制备氯化亚铜。

请回答下列问题:

1)写出步骤中发生的两个主要反应的离子方程式:               

2)步骤的操作名称是:                   

3)步骤中所加物质X为:                

4)步骤的操作是:                      

5)步骤应调节溶液pH呈酸性,且用乙醇洗涤CuCl晶体,目的是:           

6)在CuCl的生成过程中,可以循环利用的物质是             ,理论上          (填)需要补充(不考虑调节等消耗);理由是                        

7)工业上还可以采用以碳棒为电极电解CuCl2溶液得到CuCl。电解CuCl2溶液,阴极上发生的电极反应式是                          

 

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某化学兴趣小组设计如下实验方案。将浓硫酸与铜片反应制备SO2并进行相关实验探究,实验装置如下图所示:

请回答下列问题:

1)装置B的作用是                

2)设计装置C的目的是验证SO2          性,装置C中发生反应的离子方程式是              。装置DNaOH全部转化为NaHSO3的标志是              

3)向NaHSO3溶液中加入NaClO溶液时,反应有三种可能的情况:

IHSO3ClO恰好反应

NaClO不足

NaClO过量


甲同学分别取上述混合溶液于试管中,通过下列实验确定该反应属于哪一种情况,请完成下表:(已知酸性:H2SO3>H2CO3>HClO

4)请设计简单实验证明:室温下HSO3-的电离平衡常数Ka与水解平衡常数Kb的相对大小:                         

 

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一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是

ApH=5H2S溶液中,c(H+)= c(HS)=1×10-5 mol·L-1

BpH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1

CpH=2H2C2O4溶液与pH=12NaOH溶液任意比例混合:

c(Na)+ c(H)= c(OH)+c( HC2O4)

DpH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液的c(Na)

 

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