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研究表明,利用FeCl2、NH4H2PO4、Li2CO3和苯胺()制备的磷酸亚铁...

研究表明,利用FeCl2NH4H2PO4Li2CO3和苯胺()制备的磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作电池的正极材料。

(1)Fe2+基态核外电子排布式为________

(2) NPO三种元素的电负性由大到小的顺序为________

(3) CO32-中心原子轨道的杂化类型为________;与CO32-互为等电子体的一种分子为________(填化学式)

(4) 1 mol苯胺分子中含有σ键的数目为________;苯胺与甲苯的相对分子质量相近,但苯胺的沸点高于甲苯,其原因是________________________________

 

[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 O>N>P sp2 SO3 14 mol 苯胺分子间可形成氢键 【解析】 (1)铁是26号元素,其基态电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2,失去2个电子变成亚铁离子Fe2+,Fe2+基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6; (2)同周期从左到右、同主族从下到上,电负性逐渐增大,根据元素在元素周期表中的位置,可知N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为:O>N>P; (3)CO32-中心原子碳原子孤对电子对数==0,杂化轨道数目=3+0=3,碳原子采取sp2杂化;CO32-的原子数为4,价电子数为24,等电子体是指具有相同原子数和相同价电子数的分子或原子团,根据等电子体的定义可知,与CO32-互为等电子体的分子有SO3、BF3等,答案为:sp2;SO3; (4)苯胺()中C-C键、C-H键、C-N键、N-H键均为σ键,1 mol苯胺分子中含有σ键的数目共计为14mol;苯胺为分子晶体,由分子构成,苯胺与甲苯的相对分子质量相近,但苯胺的沸点(184.4℃)高于甲苯的沸点(110.6℃),原因是苯胺分子之间存在氢键,答案为:14mol;苯胺分子间可形成氢键。
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研究含硒工业废水的处理工艺,对控制水体中硒超标具有重要意义。

(1)已知:H2SeO3为二元弱酸,Ka1(H2SeO3)3.5×10-3Ka2(H2SeO3)5.0×10-8。用离子交换树脂处理含Na2SeO3浓度较高的废水时,发生的交换反应为SeO32-2RCl=R2SeO32Cl- (R为离子交换树脂的树脂骨架)。经离子交换法处理后,废水的pH________(增大”“减小不变”)

(2)木炭包覆纳米零价铁除硒法是一种改良的含硒废水处理方法。

①以木屑和FeCl3·6H2O为原料,在N2氛围中迅速升温至600 ℃,保持2 h,过程中木屑先转化为木炭,最终制得木炭包覆纳米零价铁。制备木炭包覆纳米零价铁过程中,木炭的作用有吸附和________________________________________

②木炭包覆纳米零价铁在碱性废水中形成许多微电池,加速SeO32-的还原过程。SeO32-在微电池正极上转化为单质Se,其电极反应式为________

(3) 绿锈[FeaFeb(OH)cXd](X代表阴离子,Ⅱ、表示铁元素的价态)中铁元素以结构态和游离态两种形式存在。由于结构态的双金属氢氧化物层间存在较大的空隙,形成了巨大的比表面积,同时结构态的Fe还原能力优于游离态的Fe,使得绿锈成为一种良好的除硒剂。

①结构态的绿锈具有优异的吸附性能,而且游离态的Fe3+还易水解生成Fe(OH)3胶体进一步吸附SeO32-。写出Fe3+水解的离子方程式:________

②不同Fe/Fe组成的绿锈对SeO32-去除效果的影响结果如图1所示。随着绿锈组成中Fe/Fe比值的增大,绿锈的除硒效果先减小后增大的原因可能是________

③废水的初始pH会对绿锈去除SeO32-的效果产生影响,关系如图2所示。当初始pH增大至11时,SeO32-的去除效果突然迅速减小的原因是________

 

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实验室以NaClO3H2SO4SO2H2O2NaOH为原料,制备NaClO2和无水Na2SO4,其主要流程如下:

已知:① 2ClO2H2O22NaOH=2NaClO2O22H2O

2ClO22NaOH=NaClO2NaClO3H2O

③温度高于60 ℃时,NaClO2发生分解生成NaClO3NaCl

(1)反应1SO2NaClO3反应制得ClO2气体,该反应的化学方程式为________

(2)在图1所示装置中发生反应2生成NaClO2,反应过程中放出大量的热。

①研究表明,实验时吸收液中H2O2NaOH的物料比需要控制在0.8左右,原因可能是____________________________________________________

②在吸收液中H2O2NaOH的物料比、浓度和体积不变的条件下,控制反应在03 ℃进行,实验中可采取的措施是______________________

③装置的作用是________________________

(3) 母液2经过减压蒸发、冷却结晶等操作获得NaClO2粗产品。实验中采用减压蒸发的原因是________________________________________________

(4) Na2SO4的溶解度曲线如图2所示。请补充完整由母液1制备无水Na2SO4的实验方案:______________________________________________________________,用无水乙醇洗涤,干燥得到产品。

 

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矿业废水中Al3含量的测定和处理是环境保护的重要课题。

(1)向矿业废水中加入NaOH溶液至沉淀不再溶解,再加入一定量的NaHCO3溶液搅拌,反应生成丝钠铝石[NaAl(OH)2CO3]沉淀,过滤除去。写出加入NaHCO3溶液生成丝钠铝石沉淀的离子方程式:____________________________________

(2) 为确定加入NaHCO3溶液的量,需测定矿业废水中Al3的含量。工业上常采用EDTA络合滴定法,步骤如下:

步骤1CuSO4标准液的配制与标定。取一定量胆矾溶于水,加入适量稀H2SO4,转移到1 L容量瓶中定容。准确量取25.00 mL所配溶液置于250 mL锥形瓶中,用0.005 0 mol·L1EDTA标准液滴定至终点。重复3次实验,平均消耗EDTA标准液10.00 mL

步骤2:样品分析。取10.00 mL矿业废水置于250 mL锥形瓶中,加入一定体积柠檬酸,煮沸;再加入0.005 0 mol·L1EDTA标准液20.00 mL,调节溶液pH4.0,加热;冷却后用CuSO4标准液滴定至终点,消耗CuSO4标准液30.00 mL(已知:Cu2+Al3+EDTA反应的化学计量比均为11)

步骤1中,重复3次实验的目的是____________________________

Fe3也可与EDTA反应,步骤2中加入的柠檬酸是作为掩蔽剂,消除Fe3+的干扰。若该矿业废水样品中含有Fe3+,而上述实验中未加入柠檬酸,则测定的Al3+含量将________(偏大”“偏小无影响”)

③计算该矿业废水中Al3的含量____________(mg·L1表示)(写出计算过程)

 

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化合物G是一种应用于临床的抗肿瘤药物,其合成路线如下:

(1) A中的含氧官能团名称为________________

(2) C的分子式为C19H16N2O6,写出C的结构简式:________

(3) 合成路线中,设计①和⑥两个步骤的目的是________________

(4) G的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:________

①含有苯环,且苯环上有3个取代基;② 分子中含有2个手性碳原子;③ 能发生水解反应,水解产物之一是α氨基酸,另一水解产物分子中只有3种不同化学环境的氢。

(5) 已知:(RR1代表烃基或HR2代表烃基)。写出以为原料制备的合成路线流程图___________________(无机试剂和有机溶剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)。

 

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以硫酸法钛白粉生产中排放的含锰废水(主要金属离子为Mn2Fe2Al3,还含有少量Ca2Mg2Cu2Ni2等离子)为原料,生产MnCO3的工艺流程如下:

已知:25 ℃时,Ksp(CaF2)1.5×1010Ksp(MgF2)7.5×1011

(1)流程中含锰废水经过前三步预处理,得到主要含有Mn2的母液。

①除铁铝时,在搅拌条件下先加入H2O2溶液,再加入NaOH溶液调节pH。加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为__________________________________________

②除钙镁步骤中,当Ca2Mg2沉淀完全时,溶液中________

(2) 沉锰过程在pH7.0条件下充分进行,反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。

①沉锰过程发生反应的离子方程式为____________。该过程中加入适当过量的NH4HCO3的原因是________

②当温度超过30 ℃,沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是______________________________

(3) 沉锰后过滤得到MnCO3粗产品,依次用去离子水和无水乙醇各洗涤23次,再低温干燥,得到纯净的MnCO3。用无水乙醇洗涤的目的是____________________________

 

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