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据世界权威刊物《自然》最近报道, 选择碲化锆 (ZrTe5)为材料验证了三维量子...

据世界权威刊物《自然》最近报道, 选择碲化锆 ZrTe5)为材料验证了三维量子霍尔效应, 并发现了金属-绝缘体的转换。Te属于ⅥA元素。回答下列问题:

(1)(Zr)的简化电子排布式为[Kr]4d25s2,锆原子中d轨道上的电子数是___Zr2+的价电子排布图是___

(2)OSeTe的第一电离能由大到小的顺序是___H2OH2SeH2Te的沸点由高到低的顺序是___

(3)H2TeCO2 均为三原子分子,但它们的键角差别较大,试用杂化轨道理论解释,理由是___

(4) [Zr(C2H5O)2]2+Zr4+形成的一种配离子,其中的配位原子是___(填符号) 1[Zr(C2H5O)2]2+离子中含共价键的数目是___

(5)立方氧化锆是一种人工合成的氧化物,其硬度极高,可用于陶瓷和耐火材料,其晶胞结构如图所示。Zr原子的配位数是___。若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm,则立方氧化锆的密度为___ g/cm3

 

12 O>Se>Te H2O>H2Te>H2Se H2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28,CO2中C为sp杂化,键角为180° O 16 8 = 【解析】 (1)锆(Zr)的简化电子排布式为[Kr]4d25s2,锆原子中3d轨道上的电子数是10,4d轨道上的电子数是2,d轨道上的电子数一共12个,Zr2+的价电子排布图是。故答案为:12 ; ; (2)O、Se、Te处于同主族,同主族自上而下电离能降低,第一电离能由大到小的顺序是O>Se>Te;H2O受氢键影响,所以沸点最高。H2Se、H2Te的沸点主要受范氏力影响,分子量越大,沸点越高。H2O、H2Se、H2Te的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Te>H2Se。故答案为:O>Se>Te;H2O>H2Te>H2Se; (3)H2Te中Te原子价层电子对个数=2+ =4,有两对孤电子对,分子为V形结构,CO2 中C原子价层电子对个数=2+ =2,分子为直线型,H2Te和CO2 均为三原子分子,但它们的键角差别较大,理由是 H2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28,CO2中C为sp杂化,键角为180° 。故答案为: H2Te中Te为sp3杂化,由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28,CO2中C为sp杂化,键角为180° ; (4)[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子,配体中O原子含有孤电子对,所以配原子为O原子;1个[Zr(C2H5O)2]2+离子中同种非金属元素之间形成非极性键、不同非金属元素之间形成极性键,共价单键为σ键,该离子的结构是含共价键的数目是16。故答案为:O;16; (5)该晶胞中Zr原子个数=8× +6×=4、O原子个数为8,Zr、O原子个数之比=4:8=1:2,锆原子的配位数是8,若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm,这两个氧原子之间的距离为晶胞棱长的一半,则晶胞棱长为2anm,晶胞体积=(2a×10-7cm)3,则立方氧化锆的密度= = g·cm-3= g·cm-3。 故答案为:8; =g·cm-3。
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铁在工业、农业和国防科技中有重要应用,我国已是生产钢铁最多的国家。回答下列问题:

(1) 工业上以磁铁矿和焦炭为原料冶炼铁存在以下变化:

Fe3O4(s)+4C(s)=3Fe(s)+4CO(g)   ΔH1=+678kJ·mol-1 CO(g)+O2(g)=CO2(g)  ΔH2=-283kJ·mol-1

C(s) +O2(g)=CO(g)  ΔH3=-110kJ·mol-1 Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g) ΔH4

ΔH4____kJ·mol-1

(2)铁矿石中常含有硫, 使高炉尾气中混有SO2 除去高炉尾气中SO2 的物质是___。生产中发现, 无论怎么改变原料配比与条件, 在高炉尾气中始终有CO 原因是___

(3)在温度 aK时,反应Fe3O4(s)4CO(g)3Fe(s)4CO2(g)的浓度平衡常数Kc16(用浓度计算所得),则用分压(分压等于总压×体积分数)代替浓度算得的平衡常数Kp ___Kc(填大于”“小于等于)。平衡混合气体中CO的体积分数为___(保留两位有效数字)。

(4) aK 时,在体积为 2L 的密闭容器中,加入 Fe Fe3O4 CO CO21.0mol,气体的压强为PkPa

①此时,v (CO2) ___v (CO)(填大于”“小于等于), 反应经过5min后达到平衡, 该时间范围内的平均反应速率 v(CO2)___mol/(L·min)(保留两位有效数字)。

②已知:恒容条件下,相同分子数的气体,其压强与温度成正比。平衡后温度从 aK逐渐升高到3aK 请在下图中绘制出CO分压(PCO的变化曲线)_______

 

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金属钒主要用于冶炼特种钢, 被誉为合金的维生素。工业上常用富钒炉渣 (主要含FeO·V2O3 还有少量P2O5等杂质) 制取钒的流程如下图。

回答下列问题:

(1)已知焙烧中先发生4FeO·V2O3+5O24V2O5+2Fe2O3反应, 其氧化产物是__,进一步生成可溶性NaVO3的反应方程式为______

(2)25℃时,Ksp(NH4VO3)4×10-2,电离平衡常数Kb(NH3·H2O) 1.8×10-5沉钒VO3-的浓度为mol/L,则滤液的pH___。除OH-VO3-外,滤液中还可能存在的阴离子是__

(3) “热解过程产生的气体 y的电子式为__

(4)硅参与高温还原反应的方程式为_____,炉渣的主要成分是__

(5)钒比铁的金属性强。工业上通过电解精炼粗钒可得到99.5%的纯钒, 以熔融LiClKClVCl2为电解质,粗钒中含少量铁和硅。则粗钒应连接电源的___极, 阴极的电极反应式为__

 

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一水硫酸四氨合铜晶体[Cu(NH3)4SO4·H2O,相对分子质量为246]是一种重要的染料及农药中间体。常温下该物质可溶于水,难溶于乙醇。某化学兴趣小组通过以下实验制备一水硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。回答相关问题:

I.实验室制取CuSO4溶液

方案i:铜与浓硫酸加热制备。

方案ii:将铜粉在空气中充分加热至完全变黑,再加稀硫酸即可得到硫酸铜溶液。

(1)请写出方案i反应的化学方程式____,其缺点是____(写1点)。

(2)实际生产中方案ii常常有紫红色固体未反应,猜想原因可能是____

(3)基于此,实验进行了改进,其中一种方案是在硫酸和铜的反应容器中滴加H2O2溶液,观察到的现象是____(写1点)。H2O2的沸点为150.2℃。为加快反应需要提高H2O2溶液的浓度,可通过下图将H2O2稀溶液浓缩,冷水入口是____(填ab),增加减压设备的目的是____

II.一水硫酸四氨合铜晶体的制备

(4)硫酸铜溶液含有一定的硫酸,呈酸性,加入适量NH3·H2O调节溶液pH,产生浅蓝色沉淀,已知其成分为Cu2(OH)2SO4,试写出生成此沉淀的离子反应方程式__________

(5)继续滴加NH3·H2O,会转化成深蓝色溶液。从深蓝色溶液中析出深蓝色晶体的简便实验是滴加____________

III.产品纯度的测定

(6)精确称取mg晶体,加适量水溶解,然后逐滴加入足量NaOH溶液,通入水蒸气将氨全部蒸出,用V1mL0.200mol·L1的盐酸完全吸收。以甲基橙作指示剂,用0.200mol·L1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液。产品纯度的表达式为______

 

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已知:pBa=-lgc(Ba2)Ksp(BaSO4)1.0×10-10Ksp(BaCO3)3.0×10-9。常温下,用 0.1 mol·L-1Na2SO4溶液滴定 20 mL 0.1 mol·L-1BaCl2溶液的曲线如图所示,V0达到滴定终点,下列说法错误的是

A.图像中,m5V020

B.若将c(BaCl2) 0.1 mol· L-1变为 0.2 mol· L-1m 值将减小

C.a 点溶液中离子浓度大小关系为:c(Cl-)c(Na+)c(Ba2+)c(OH-)

D.b点溶液中滴加Na2CO3溶液至≥30 时将生成BaCO3

 

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2019 5 月,香港理工大学宣布研发出超柔软高效能织物[柔性S/ HPCNF (分级多孔碳纳米纤维)]锂空气二次电池,在 S/ HPCNF 织物上均匀地沉积铜和镍,取代一般锂电池表面的金属箔, 以提高柔软度,电池的工作原理如图,下列有关说法错误的是

A.放电时,O2在阳极区发生氧化反应

B.沉积铜和镍是为了增强织物的导电性

C.充电时,Li+移向金属锂一极

D.充电时,阳极的电极反应为Li2O22e-O22Li+

 

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