东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外...

东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：

(1)镍元素基态原子的电子排布式为_________，3d能级上的未成对的电子数为______。

(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。

①SO42−中阴离子的立体构型是_____。

②在[Ni(NH3)6]SO4中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是_____。

③氨的沸点_____(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是______；氨是_____分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为_______。

(3)单质铜及镍都是由______键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是______。

(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。

②若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a=________nm。

1s22s22p63s23p63d84s2或 [Ar]3d84s2 2 正四面体配位键 N 高于 NH3分子间可形成氢键极性 sp3 金属 Cu+：3d10，全满，能量低，稳定，难失去3d10的电子，Ni+：3d104s1，镍失去的是4s1电子 3:1 【解析】 (1)镍元素为28号元素。 (2)①SO42−中阴离子价层电子对数为；②在[Ni(NH3)6]SO4中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为配位键，氨气中N原子有孤对电子；③NH3分子间可形成氢键；氨是三角锥形，氨中N的价层电子对数。 (3)金属晶体都是由金属键形成的晶体，Cu+：3d10，Ni+：3d104s1，Cu+：3d10，全充满，难失去电子，因此I2(Cu)＞I2(Ni)。 (4)①先计算晶胞中铜原子与镍原子的数量；②根据比例得出合金化学式，再根据得到晶胞参数。 (1)镍元素为28号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级上的未成对的电子数为2；故答案为：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；2。 (2)①SO42−中阴离子价层电子对数为，价层电子互斥理论模型为四面体形，离子的立体构型是正四面体形；故答案为；正四面体。 ②在[Ni(NH3)6]SO4中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为配位键，氨气中N原子有孤对电子，因此提供孤电子对的成键原子是N；故答案为：配位键；N。 ③氨的沸点高于膦(PH3)，原因是NH3分子间可形成氢键；氨是三角锥形，因此是极性分子，氨中N的价层电子对数，中心原子的轨道杂化类型为sp3；故答案为：高于；NH3分子间可形成氢键；极性；sp3。 (3)金属晶体都是由金属键形成的晶体，因此单质铜及镍都是由金属键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，Cu+：3d10，Ni+：3d104s1，Cu+：3d10，全充满，难失去电子，因此I2(Cu)＞I2(Ni)；故答案为：Cu+：3d10，全满，能量低，稳定，难失去3d10的电子，Ni+：3d104s1，镍失去的是4s1电子。 (4)①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为Cu在面心，原子数为，Ni再顶点，原子数为，因此铜原子与镍原子的数量比为3:1；故答案为：3:1。 ②若合金化学式为Cu3Ni，合金的密度为dg/cm3，根据，得到晶胞参数；故答案为：。

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考点分析：

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高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：

相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子	Mn2+	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mg2+	Zn2+	Ni2+
开始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9	6.2	6.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9	8.2	8.9

（1）“滤渣1”含有S和__________________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。

（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。

（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。

（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。

（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________________________________。

（6）写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。

（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z=___________。

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秋冬季是雾霾高发的季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的主要原因之一。

（1）工业上利用甲烷催化还原NO，可减少氮氧化物的排放。

已知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol−1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol−1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_____________________________________。

（2）汽车尾气催化净化是控制汽车尾气排放、减少汽车尾气污染的最有效的手段，主要原理为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0

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

①已知：平衡时气体的分压＝气体的体积分数×体系的总压强，T℃时达到平衡，此时体系的总压强为p=20MPa，则T℃时该反应的压力平衡常数Kp＝_______；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入NO和CO2各0.3mol，平衡将_____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。

②15min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__(填序号)

A.增大CO浓度B.升温C.减小容器体积D.加入催化剂

（3）工业上常采用“碱溶液吸收”的方法来同时吸收SO2，和氮的氧化物气体(NOx)，如用氢氧化钠溶液吸收可得到Na2SO3、NaHSO3、NaNO2、NaNO3等溶液。已知：常温下，HNO2的电离常数为Ka=7×10-4，H2SO3的电离常数为Ka1=1.2×10-2、Ka2=5.8×10-8。

①常温下，相同浓度的Na2SO3、NaNO2溶液中pH较大的是______溶液。

②常温下，NaHSO3显___性(填“酸”“碱”或“中”，判断的理由是(通过计算说明)_____________。

（4）铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种，常见有+3、+4两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4+的溶液吸收，生成NO2-、NO3-（二者物质的量之比为1∶1)。可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质，同时再生Ce4+，其原理如图所示。

①Ce4+从电解槽的_____(填字母代号)口流出。

②写出阴极的电极反应式：_______________________________。

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Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为____________________________。

（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在，写出相应反应的离子方程式____________________。

（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：

温度/℃	30	35	40	45	50
TiO2·xH2O转化率/%	92	95	97	93	88

分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因_______________________________________。

（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为___________。

（5）若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成______________（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。