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铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。 (1)铬元素基态原子的电子排...

铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。

(1)铬元素基态原子的电子排布式为_________;硫酸铜溶于氨水,形成[Cu(NH34]SO4溶液,[Cu(NH34]SO4中阴离子的立体构型是_______________接受孤对电子对;金属铜的堆积方式为______

(2)制备Cr2O2Cl2的反应式为K2Cr2O2+3CCl4=2KCl+2Cr2O2Cl2+3COCl2↑。

①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序是_____________(用元素符号表示)。

②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2分子中中心原子的杂化方式为________,COCl2分子中ɑ键和π键的个数比为__________

③NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同。其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。则熔点:NiO_________FeO(填“>”、“<”或“=”)。

(4)Cu和Ca的合金呈粉末状,极易被氧化,其晶胞结构如图所示:

①该晶体的化学式为_________,铜和钙两种金属相比铜的熔点比钙高,其原因是_______

②已知该晶胞的密度为dg·cm-3,Ca半径为r1cm,Cu半径为r2cm,设NA为阿伏伽德罗常数,则该晶胞的空间利用率为________(用含d、r1、r2、NA的代数式表示)。

 

[Ar]3d54s1 正四面体形 Cu 面心立方最密堆积 O>Cl>C sp2 3:1 > CaCu5 铜的金属键比钙的强,铜的熔点比钙高 (πr13+5πr23)dNA/360 【解析】(1)铬元素的核电荷数为24,基态原子的电子排布式为[Ar]3d54s1;SO42-离子中价层电子对数为4+×(6+2-4×2)=4,孤电子对数为0,所以是正四面体体型;接受孤对电子对的是中心原子Cu;金属铜的堆积方式为面心立方最密堆积; (2)①反应式中非金属元素有三种:O、C、Cl,CCl4中C表现正化合价、Cl表现负化合价,CrO2Cl2中Cl为+1价,O为-2价,电负性越大,对键合电子吸引力越大,元素相互化合时该元素表现负价,故电负性:O>Cl>C; ②COCl2分子中有1个C=O键和2个C-Cl键,所以COCl2分子中σ键的数目为3,π键的数目为1,个数比3∶1,中心原子C电子对数=3+=3,故中心原子杂化方式为sp2; ③NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高,由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,属于熔点是NiO>FeO; (4)①晶胞中Cu原子数为8×+1=5,Ca原子数为8×=1,该晶体的化学式为CaCu5;铜和钙两种金属相比铜的熔点比钙高,其原因是铜的金属键比钙的强,所以铜的熔点比钙高; ②设晶胞边长为acm,则晶胞的体积为a3cm3,NA个晶胞和质量为(40+64×5)=360g,晶胞的密度dg·cm-3=360g÷(a3cm3×NA)则a3cm3=cm3,该晶胞的空间利用率为(πr13+5πr23)÷a3=(πr13+5πr23)dNA/360。  
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AlOH3H2SO4、工业(NH42SO4(含FeSO4)为原料制备透明氧化铝陶瓷的工艺流程如右图所示:

回答下列问题:

(1)氧化步骤中发生的主要反应的离子方程式为________________

(2)当25℃时,Kw=1.0×10-14KbNH3·H2O)=1.75×105。(NH42SO4溶液呈酸性,其原因是(用力方程式解释):__________;该离子方程式的平衡常数K约为______(填具体数字)。

(3)如何检验中和液中的杂质离子已完全除尽_________

(4)NH4Al(SO4)2溶液与过量NaOH溶液混合加热,反应的化学方程式为__________

(5)综上分析,流程图中M的主要成分的化学式为________M可用一种物质吸收以实现循环利用,该物质的名称是_________

(6)固体NH4Al(SO4)212H2O在加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。633℃时剩余固体成分的化学式为_____________

 

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锰元素广泛分布在自然界中,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

(1)已知相关热化学方程式为:

4Al(s)+3O2(g)=2Al2O2(s)   △H1=a kJ•mol﹣1

3MnO2(s)=Mn3O4(s)+O2(g)   △H2=bkJ•mol﹣1

3Mn3O4(s)+8Al(s)=9Mn(s)+4Al2O3(s)   △H3=ckJ•mol﹣1

则3MnO2(s)+4Al(s)=3Mn(s)+2Al2O3(s)   △H=__ kJ•mol﹣1(用含a、b、c的代数式表示).

(2)MnCO3广泛用作锰盐原料.通过如图装置焙烧MnCO3可以制取MnO2,反应方程式为:2MnCO3(s)+O2(g)═2MnO2(s)+2CO2(g)。

①2MnCO3(s)+O2(g)⇌2MnO2(s)+2CO2(g)的化学平衡常数表达式K=______

②用真空抽气泵不断抽气的目的除保证反应持续进行外,还有______

③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。(如图中V正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数)

(3)MnO2常用作催化剂。MnO2催化降解甲醛的反应机理如图所示,图中X表示的粒子是______,该反应的总反应方程式为______

(4)MnSO4是重要微量元素肥料。用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得更好活性的MnO2,电解时总反应的离子方程式为:______,电解过程中阴极附近的pH______(选填“增大”、“减小”或“不变”)

 

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氰化钠是一种重要的化工原料。泄漏时会导致环境污染,可以通过喷洒双氧水或硫代硫酸钠溶液来处理。

(1)NaCN的电子式为_______

(2)NaCN与双氧水反应为:NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑,用H2O2处理1molNaCN时,反应中转移电子的物质的量为______mol。

(3)NaCN也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,产生对大气无污染的气体和Mn2+,该反应的离子方程式是____________

(4)某化学兴趣小组在实验室制备硫代硫酸钠(Na2S2O3),并检测用硫代硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水能否达标排放。

I.实验室通过下图装置制备Na2S2O3

①装置中盛浓硫酸的仪器是_____,b装置的作用是________________

②c装置中的产物有Na2S2O3和CO2等,d装置中的溶质有NaOH、Na2CO3,还可能有____________

③实验结束后,在e处最好连接盛NaOH溶液的容器,再________________(填具体操作),最防止拆除装置时污染空气。

Ⅱ.测定用硫代硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。

已知:①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。

②Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-,Ag++I-=AgI↓,AgI呈黄色,且CN-优先与Ag+反应。

③实验如下:取15.00 mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI溶液作指示剂,用1.000 ×10-4 mol/L的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为1.50 mL。

④滴定终点的判断方法是_______________

(7)经计算处理后的废水中NaCN的浓度为________mg/L(保留两位小数),处理后的废水是否达到排放标准____________(填“是”或“否”)。

 

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25℃时,0.1molNa2CO3与盐酸混合所得的一组体积为1L的溶液,溶液中部分微粒与pH的关系如下图所示。下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是

A. W点所示的溶液中:c (Na+)+c (H+)=2c(CO32- )+c (OH-)+c (Cl-)

B. pH=8的溶液中:c (H+)+c (H2CO3)+c (HCO3-)= c (OH-)+c (Cl- )

C. pH= 4的溶液中:c (H2CO3)+c (HCO3-)+c (CO32-)<0.1mol·L-1

D. pH=11的溶液中:c (Na+)>c (Cl-)>c (CO32- )>c (HCO3- )>c (H2CO3)

 

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甲醇燃料电池体积小、洁净环保、理论能量比高,已在便携式通讯设备、汽车等领域应用。某甲醇燃料电池的总反应式2CH4O + 3O2= 2CO2+ 4H2O,下图是该燃料电池的示意图。下列说法正确的是

A. a是甲醇燃料、b是氧气

B. 当转移6mole-时,消耗33.6LO2

C. 负极反应:CH4O - 6e- + H2O = CO2↑+ 6H+

D. 质子从N电极区穿过交换膜移向M电极区

 

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