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钛是一种非常优越的金属,尤其是抵抗海水腐蚀的能力很强,被称为继铁、铝之后的第三金...

钛是一种非常优越的金属,尤其是抵抗海水腐蚀的能力很强,被称为继铁、铝之后的第三金属。回答下列问题:

(1)基态钛原子的价电子排布式为_________________。金属钛晶胞如图所示,晶胞参数a=b=295.08pm,c=468.55pm,α=β=90°,γ=120°。金属钛为______堆积(填堆积方式),其中钛原子的配位数为__

      

(2)现有Ti3+的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。该配合物的配体是_________,配位数是_______

(3)C、N、O等元素可与钛形成二元化合物。C、N、O元素的电负性由大到小的顺序是__________。已知:中心原子相同时,配位原子的电负性越大,键角越小;配位原子相同时,中心原子的电负性越大,键角越大,则NF3、PF3、NH3的键角由大到小的顺序为_____________,乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因______________

(4)钙钛矿晶体的结构如图所示。晶体的化学式为____________________。晶胞中的原子可用x、y、z组成的三数组来表达它在晶胞中的位置,称为原子坐标。已知原子坐标为A(0,0,0);B(0, ,0);则Ca离子的原子坐标为__________________

 

3d24s2 六方最密 12 H2O、Cl- 6 O>N>C NH3>NF3>PF3 乙二胺分子之间可以形成氢键,三甲胺分子之间不能形成氢键 CaTiO3 (, , ) 【解析】(1)Ti是22号元素,原子核外有22个电子,根据构造原理知Ti基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2;根据金属钛晶胞所示,晶胞参数a=b=295.08pm,c=468.55pm,α=β=90°,γ=120°。金属钛为六方最密堆积,其中钛原子在晶胞的顶点,配位数为6;(2)配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配体是H2O、Cl-,配位数是1+5=6;(3)N原子的2p轨道为半充满,较稳定,故电负性由大到小的顺序是O>N>C;乙二胺中N原子呈3个键,含有1对孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3杂化;乙二胺分子之间可以形成氢键,但三甲胺分子之间不能形成氢键,故乙二胺比三甲胺的沸点高的多;(4)钙钛矿晶体的结构如图所示。Ti在晶胞的体心所占原子个数为1,O在棱所占原子个数为:12=3,Ca在顶点所占原子个数8=1,故分子式为:TiCaO3;晶胞中的原子可用x、y、z组成的三数组来表达它在晶胞中的位置,称为原子坐标。已知原子坐标为A(0,0,0);B(0, ,0);Ca离子在体心,B点离原点的y为,则Ca离子离原点的三轴都是,其原子坐标为(, , )。  
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稀土元素的物理性质和化学性质极为相似,常见化合价为+3价。在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能,所以稀土元素又被称为冶金工业的维生素。其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏荇着丰富的含钇矿石(Y2FeBe2Si2O10).,工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。

已知:①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:

②在元素周期表中,铍元素和铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似。请回答下列问题:

(1)写出钇矿石与氢氧化钠共熔时的化学方程式____________________________

(2)欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。则

①最好选用盐酸和__________两种试剂,再通过必要的操作即可实现。

a.NaOH溶液      b.氨水         c.CO2         d.HNO3

②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式:___________________

(3)已知10-2.7=2×10-3、10-3.7=2×10-4,则25℃时,反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+

的平衡常数K=____________。如何检验Fe3+是否沉淀完全____________(回答操作方法,不需设计所用仪器)。

(4)①写出生成草酸钇沉淀的化学方程式_________________________

②若H2C2O4和湿润的KClO3混合加热到60℃可制得国际公认的高效含氯消毒剂ClO2,写出反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比_________________________。在热水中ClO2会发生反应生成Cl2和HClO2,写出反应的化学方程式____________________

 

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氯化钴(CoCl2)工业上用作油漆干燥剂、氨气吸收剂、中性染料、干燥指示剂、陶瓷着色剂、饲料添加剂等。回答下列问题:

(1)钴元素的常见化合价与铁元素相同。往CoCl2溶液中加入NaOH溶液产生粉红色沉淀,露置于空气中一段时间后,沉淀变为棕褐色。写出沉淀由粉红色变为棕褐色反应的化学方程式为_____________________________________

(2)将CoCl2溶于浓盐酸中能形成[CoCl4]2-,溶液中存在平衡:

[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O

T1℃时,将0.025mol CoCl2·6H2O溶于50mL 12mol/L浓盐酸中,再加水稀释至100 mL。溶液中与温度T的关系如右图所示。

① Tl ℃时,取10mL上述溶液稀释至l00mL,稀释后的溶液中c(Cl-)______0.6mol·L-1(填“>”“=”或“<”)。

② 由图可知,上述反应的△H______0(填“>”“=”或“<”)。

③ 根据A点数据,计算出T1℃时上述反应的平衡常数为________(保留两位有效数字)。

(3)采用右图所示装置(Ti-Ru电极为惰性电极)电解CoCl2溶液制取钴。Co能与强酸反应产生H2,电解过程中,CoCl2溶液的pH通常控制在3.9~4.2。

① Co沉积在_______(填“Ti-Ru”或“Ti”)电极上。

②若用CoSO4溶液代替CoCl2溶液,会使产率降低。其原因是_____________

③从CoCl2溶液中析出的CoCl2• 6H2O产品,常含有少量K+、Na+等,在化学分析中常用EDTA滴定法检测产品的纯度。

其操作为:称取3.0000gCoCl2• 6H2O产品溶于水配成250mL溶液,取25.00mL置于锥形瓶中加入适量硫氰化钾溶液生成[Co(SCN)4]2-离子,再加入丙酮形成蓝色溶液,用0.05mol • L-lEDTA标准溶液滴定至蓝色消失,消耗24.00mL的标准溶液。.则CoCl2• 6H2O在产品中的质量分数是___________________。(已知:滴定原理为[Co(SCN)4]2-+H2Y2-=CoY2-+2H++4SCN-

 

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硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的化工原料,用途十分广泛。它可以作净水剂,在无机化学工业中,它是制取其它铁化合物的原料。

【査阅资料】隔绝空气加热至500℃时硫酸亚铁铵能完全分解,分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。

【实验探究】某化学小组选用下图所示部分装置进行实验(部分夹持装置略)

(1)验证分解产物中含有氨气和水蒸气,并探究残留固体成分。

①所选用装置的正确连接顺序为____________________(填装置的字母序号)。

②A中固体完全分解后变为红棕色粉末,设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3,而不含 FeO 或 Fe3O4________________________

(2)探究分解产物中的硫氧化物,连接装置A—E—F—B进行实验。

①实验过程中观察到:E中没有明显现象,F中溶液褪色,据此得出的结论是__________

②实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外,还有N2生成,写出A中反应的化学方程式_____________________________________________

(3)已知BaSO3、BaSO4均难溶于水,化学小组利用上述实验分离出的SO2气体,进行与可溶性钡盐溶液反应的探究实验。

序号

步骤

现象

I

向上述装置内充SO2气体

G中:有气泡冒出,产生白色沉淀;H中:有气泡冒出,产生白色沉淀;液面上方先略显红棕色,后逐渐消失

从G、H中过滤出白色沉淀,分别加入稀盐酸中

G、H中的白色沉淀均不溶解

 

①步骤Ⅱ的现象说明实验中产生的白色沉淀是__________(填化学式)。

②关于G中有白色沉淀产生的原因,你认为可能是由于_________________________________

③写出H中发生反应的离子方程式_________________________________

 

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已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2] =5.61×l0-12,Ksp[Al(OH)3] =1.3×l0-33,Al(OH)3AlO2-+H++H2O Ka=6.31×l0-13。某溶液中可能含有 H+、Na+、Mg2+、Al3+、Cl-、HCO3-等离子。向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时,发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化如图所示。下列有关说法正确的是

A. b 点沉淀—Al(OH)3;d 点沉淀—A1(OH)3和Mg(OH)2;e点溶质—NaA1O2

B. 依据题意,用NaOH不能完全分离Mg2+和Al3+离子

C. cd 段发生的反应为:Mg2+ +2OH- =Mg(OH)2

D. bc 段发生的反应为:Al(OH)3+OH-=A1O2-+2H2O

 

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短周期主族元素,a、b、c、d的原子序数依次增大。四种元素形成的单质依次为m、n、p、q,其 中q为淡黄色固体;x、y、z是这些元素组成的二元化合物;25℃,0.01 mol•L-1w溶液中=1.0×10-10。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是

A. 离子半径的大小:a

B. b氢化物的沸点高于同主族其它元素氢化物的沸点

C. 将b、c、d组成的化合物加入到水中对水的电离没有影响

D. y、w含有的化学键类型完全相同

 

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