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【化学——物质结构与性质】 原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一...

【化学——物质结构与性质】

原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期。自然界存在多种A的化合物,B原子核外电子有6种不同的运动状态,B与C可形成正四面体形的分子,D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。请回答下列问题:

(1)这四种元素中电负性最大的元素的基态原子的价电子排布图为___________

(2)A与B元素形成的B2A2中含有的σ键、π键数目之比为__________

(3)B元素可形成多种单质,一种单质晶体结构如图一所示,其原子的杂化类型为_______;另一种单质的晶胞如图二所示,该晶胞的空间利用率为_________(保留两位有效数字,≈1.732)。

(4)向盛有硫酸铜溶液的试管中加氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液。请写出蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式_________

(5)图三为一个由D元素形成的单质的晶胞,该晶胞“实际”拥有的D原子数是________个,其晶体的堆积模型为_______,此晶胞立方体的边长为acm,D的相对原子质量为M,单质D的密度为ρg·cm-3,则阿伏伽德罗常数可表示为_______mol-1(用含M、a、ρ的代数式表示)。

 

3:2sp234%Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2-+2OH-4面心立方密堆积4M/ρa3 【解析】 原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,则A为氢元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态,即核外有6个电子,则B为碳元素;D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子,D原子外围电子排布为3d104s1,则D为铜元素;结合原子序数可知,C只能处于第三周期,B与C可形成正四面体型分子,则B为氯元素. (1)四种元素中电负性最大的是Cl,其基态原子的价电子排布式为3s23p5,基态原子的价电子排布图为; (2)C2H2的结构式为H-C≡C-H,单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键,含有的σ键、π键数目之比为3︰2; (3)图一为平面结构,在其层状结构中碳碳键键角为120°,每个碳原子都结合着3个碳原子,碳原子采取sp2杂化;晶胞中每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构,正四面体体心原子与晶胞顶点原子连线在晶胞体对角线上,且为体对角线长度的,令碳原子半径为r,则晶胞棱长为8r,故晶胞棱长为,晶胞中C原子数目=4+6×+8×=8,则晶胞中碳原子总体积=8×πr3,故晶胞空间利用率=8×πr3÷()3=34%; (4)硫酸铜溶液中加入氨水会产生氢氧化铜蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到四氨合铜络离子,溶液为深蓝色的透明溶液,蓝色沉淀溶解离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3═[Cu(NH3)4]2++2OH-; (5)由晶胞结构示意图可知,晶体的堆积模型为面心立方密堆积,晶胞中原子数目为6×+8×=4,晶胞质量为4×,晶胞体积为(a cm)3,则4×=ρg/cm3×(a cm)3,故NA=4M/ρa3mol-1。 点晴:结合元素周期表的结构准确推断元素是解题关键,原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,则A为氢元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态,即核外有6个电子,则B为碳元素;D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子,D原子外围电子排布为3d104s1,则D为铜元素;结合原子序数可知,C只能处于第三周期,B与C可形成正四面体型分子,则B为氯元素;(3)中晶胞空间利用率计算是难点、易错点。  
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黄铜矿(CuFeS2)是冶炼铜及制备铁的氧化物的重要矿藏,常含有微量的金、银等。如图是以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红(氧化铁)颜料的工艺流程图:

(1)反应Ⅰ的离子方程式为_________________________________________

(2)CuCl难溶于水,但可与过量的Cl-反应生成溶于水的[CuCl2]-。该反应的离子方程式为_________________________________________________

(3)有大量Cl-存在时,Na2SO3可将CuCl2还原成[CuCl2]-。 Na2SO3要缓慢滴加到溶液中的原因是_________________________________________________

(4)反应ⅠⅤ五个反应中属于非氧化还原反应的是反应____________

(5)已知Cu+在反应Ⅴ中发生自身氧化还原反应,歧化为Cu2+Cu,由此可推知溶液A中的溶质为_______________(填化学式)。

(6)含AsO43-的废水对环境造成严重污染,常用新制的氢氧化铁沉淀与之作用形成FeAsO4沉淀而除去,相同温度下溶解度:Fe(OH)3__________(填“<”“ >”或“=”)FeAsO4

(7)在酸性、有氧条件下,一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐,该过程中发生反应的离子方程式为________________________________

(8)将一定量的铁红溶于160 mL 5 mol • L-1盐酸中,再加入足量铁粉,待反应结束后共收集到气体2.24 L (标准状况),经检测,溶液中无 Fe3+,则参加反应的铁粉的质量为_____________

 

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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛。

(1)以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下:

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)    △H=-159kJ·mol-1

NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)    △H=+72kJ·mol-1

H2O(l)=H2O(g)    △H=+44kJ·mol-1

则反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=______kJ·mol-1

(2)某温度下,向容积为100 ml的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),物质X的浓度变化曲线如下图所示。

①前5s内,v(H2O)=__________

②该条件下的平衡常数K=_______

(3)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0——15min)中NO的物质的量随时间的变化如图所示。

①平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将____(填“向左”“向右”或“不”)移动。

②图中a、b分别表示在一定温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是______(填“a”或“b”)。

③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是____

(4)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,把垃圾渗滤液加入如图所示的电解池(电极为惰性材料)中进行电解除去NH3,净化污水。该净化过程分两步:第一步电解产生氧化剂,第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2

①写出第二步反应的化学方程式_________

②若垃圾渗滤液中氨氮物质的含量为1.7%,则理论上电解1t该污水,电路中转移的电子数为________

 

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某同学为了探究钠与CO2的反应,利用如图装置进行实验。(已知PdCl2能被CO还原为黑色的Pd)

(1)装置②中用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是_______

A. H2SO4溶液         B. CCl4          C. 苯        D. 稀硝酸

(2)请将图中各装置按顺序连接(填装置接口字母):c接__________________________________

(3)装置④的作用是__________

(4)检查完装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,当观察到_________时再点燃酒精灯。

(5)若反应过程中CO2足量,钠与CO2充分反应后,生成的固体物质可能有多种情况,该同学提出以下猜想:

①生成的固体物质为Na2CO3

②生成的固体物质为Ns2CO3和C的混合物

③生成的固体物质为Ns2CO3和Na2O的混合物

④生成的固体物质为Ns2O和C的混合物

假如反应过程中有下列两种情况:

I. 观察到装置⑤PdCl2溶液中有黑色沉淀,若装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸可产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,写出该情况下钠与CO2反应的化学方程式____

II. 装置①中钠的质量为0.46g,充分反应后,将装置①中的固体加入足量的稀盐酸中产生224ml(标准状况)CO2气体,溶液中残留固体的质量为___________

(6)设计实验方案证明装置①中加入的金属钠部分被氧化____________

 

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将9 g铜和铁的混合物投入100 mL稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下1.12 L NO,剩余4.8 g金属;继续加入100 mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下1.12 L NO。若向反应后的溶液中加入 KSCN溶液,溶液不变红,则下列说法正确的是(  )

A. 原混合物中铜和铁各0.065 mol

B. 稀硝酸的物质的量浓度为4.0 mol• L-1

C. 第一次剩余的4.8 g金属为铜和铁

D. 向反应后的溶液中再加入该稀硝酸100 mL,又得到的NO在标准状况下的体积为0.56 L

 

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常温下,量取pH=2的两种二元酸H2A与H2B各1ml,分别加水稀释,测得pH与加水稀释倍数有如图所示关系,则下列有关叙述不正确的是

A. H2B为弱酸

B. NaHA水溶液中:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH)

C. 含等物质的量的NaHA、NaHB的混合溶液中:c(Na+)=c(A2-)+c(HB)+c(B2-)+c(H2B)

D. pH=10的NaHB溶液中:c(Na+)&gt;c(HB)&gt;c(B2-)&gt;c(OH)&gt;c(H2B)

 

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