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三明清流“天芳悦潭”温泉富含珍稀“锗”元素。其中锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴...

三明清流天芳悦潭温泉富含珍稀元素。其中锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。

回答下列问题:

(1)基态Ge原子价电子排布图为_______Ge原子的电子发生跃迁时会吸收或发出不同的光,可用光谱分析仪获得______光谱(连续线状”),鉴定Ge元素的存在。

(2)锗与碳同族,性质和结构有一定的相似性,锗元素能形成无机化合物(如锗酸钠:Na2GeO3;二锗酸钠:Na2Ge2O5),也能形成类似于烷烃的锗烷(GenH2n+2)

Na2GeO3中锗原子的杂化方式是______

②推测 1molGenH2n+2中含有的σ键的数目是_____(NA表示阿伏加德罗常数值)

(3)利用离子液体[EMIM] [AlCl4]可电沉积还原金属Ge,其熔点只有7℃其中 EMIM+结构如图所示。

①该物质的晶体类型是_________

EMIM+ 离子中组成元素的电负性由小到大的顺序是________

(4)独立的NH3分子中H-N-H 的键角为 107.3 º [Zn(NH3)6]2+离子中H-N-H的键角________107.3° ( 大于小于等于” )

(5)硒化锌( ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,该晶胞中硒原子的配位数是_____;已知晶胞边长为a pm,乙图为甲图的俯视图,A点坐标为( 000)B点坐标为(a) ,则 D点坐标为_______;若该晶胞密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数NA_______(列出计算式)

 

线状 sp2 (3n+1)NA 离子晶体 H<C<N 大于 4 (,,) 【解析】 (1)Ge是32号元素,基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2,所以价电子排布图为;Ge 原子的电子发生跃迁时会吸收或发出不同的光,可用光谱分析仪获得线状光谱; (2)①Na2GeO3中锗原子的价层电子对数为=3,所以杂化方式为sp2; ②GenH2n+2与甲烷类似,所以分子中的共价键均为σ键,n个Ge原子之间形成(n-1)个σ键,与2n+2个H原子形成(2n+2)个σ键,则1个分子中σ键的个数为(2n+2)+(n-1)=3n+1,所以1molGenH2n+2中含有的σ键的数目为(3n+1)NA; (3)①该物质由EMIM+和[AlCl4]-构成,所以属于离子晶体; ②EMIM+的组成元素为H、C、N,非金属性越强电负性越大,非金属性H<C<N,所以电负性H<C<N; (4)孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,氨气分子中含有孤电子对,而[Zn(NH3)6]2+离子中N原子上的孤电子对与锌离子形成配位键,所以[Zn(NH3)6]2+离子中H-N-H键角>107.3°; (5)以顶面面心的Se原子为例,该晶胞中有2个Zn距离Se原子最近且距离相等,而在该晶胞的上方的晶胞中还有两个同样的Zn原子,所以Se原子的配位数为4;,A点坐标为(0,0,0),B点坐标为(,a,) ,所以A为原点,各坐标轴的方向为,根据俯视图可知D点的x、y坐标参数为、,根据晶胞结构示意图可知z坐标参数为,所以D点坐标为(,,);晶胞的边长为a pm,则晶胞的体积V=a3pm3=(a×10-10)3cm3;根据均摊法可知一个晶胞中Zn原子的个数为4,Se原子个数为4,所以晶胞的质量m=g,所以晶胞的密度,解得NA=。
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考点分析:
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目前Haber-Bosch法是工业合成氨的主要方式,其生产条件需要高温高压。为了有效降低能耗,过渡金属催化还原氮气合成氨被认为是具有巨大前景的替代方法。催化过程一般有吸附—解离—反应—脱附等过程,图示为N2H2在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略),其中“*”表示被催化剂吸附。

(1)氨气的脱附是____过程(填“吸热”或“放热”),合成氨的热化学方程式为_____

(2)合成氨的捷姆金和佩热夫速率方程式为 w= k1 p(N2)-k2 w为反应的瞬时总速率,为正反应和逆反应速率之差,k1k2是正、逆反应速率常数。合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数Kp=_________(用k1k2表示)(注:Kp用各物质平衡分压来表示)。

(3)若将2.0molN26.0molH2通入体积为1L的密闭容器中,分别在T1T2温度下进行反应。曲线A表示T2温度下n(H2)的变化,曲线B表示T1温度下n(NH3)的变化,T2温度下反应到a点恰好达到平衡。

①温度T1___T2 (填“>”、“<”或“=”下同),T1温度下恰好平衡时,曲线B上的点为b(mn ),则m___12n__2

T2 温度下,反应从开始到恰好平衡时平均速率v(N2) =_____

T2温度下,合成氨反应N2+3H22NH3的平衡常数的数值是____;若某时刻,容器内气体的压强为起始时的80%,则此时v(正)____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。

(4)工业上通过降低反应后混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法, 其原理类似于下列方法中的___(填序号)。

A.过滤    B.蒸馏       C.渗析      D.萃取

 

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“84消毒液1984年北京某医院研制使用而得名,在2020年抗击新型冠状病毒肺炎中被广泛用于消毒,其有效成分是NaClO。某校化学研究性学习小组在实验室制备NaClO溶液,并进行性质探究和成分测定。

已知:室温下,饱和NaClO溶液pH11

②25℃时,H2CO3Ka1=4.4×10-7Ka2=4.7×10-11HClOKa=3.0×10-8

I.制备NaClO溶液

该学习小组按下图装置进行实验(部分夹持装置省去)

(1)上图中A为实验室制备Cl2的发生装置,可以选用下列图中_(填代号)装置,用该装置制备Cl2反应的化学方程式为__

(2)B装置中仪器a的名称是____B装置可除去氯气中氯化氢杂质, 此外还有______作用(写出一点)

IINaClO性质探究

按上图装置进行实验,一段时间后,取C瓶中的溶液进行实验,如下表:

 

实验内容

实验现象

实验l

取样,滴加紫色石蕊试液

变蓝,不褪色

实验2

测定溶液的pH

12

 

(3)C瓶溶液中的溶质除NaCl外,还有______(填化学式)

(4)C瓶中NaOH溶液换成NaHCO3溶液,反应一段时间后,取C瓶中的溶液按上表实验内容进行实验。现象为:实验l中紫色石蕊试液立即褪色,实验2中溶液的pH=7。结合平衡移动原理解释紫色石蕊试液立即褪色的原因是________

III.测定C瓶溶液中NaClO含量(单位:g·L-1)

i.C瓶溶液10.00mL于锥形瓶中,加入适量硫酸酸化,迅速加入过量KI溶液,盖紧瓶塞并在暗处充分反应。

ii.0.1000mol•L-1Na2S2O3标准溶液滴定上述锥形瓶中的溶液至终点,重复操作2~3次,消耗Na2S2O3溶液的平均用量为12.00mL(已知:I2+2=2I-+)

(5)i中主要发生反应的离子方程式为_______ii中用_______作指示剂。

(6)盖紧瓶塞并在暗处反应的原因是________

(7)C瓶溶液中NaClO含量是______g·L-1(保留2位小数)

 

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磁性材料产业是21 世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,碳酸锰(MnCO3)可制造电信器材的软磁铁氧体。工业上利用软锰矿(主要成分为 MnO2,含少量SiO2Fe2O3CuO 等杂质)和含SO2的烟气为主要原料制备无水碳酸锰的工艺流程如下:

已知:①MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100 时开始分解。

②不同金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH 和有关物质的 Ksp 如下表:

离子

Fe3+

Fe2+

Cu2+

Mg2+

开始沉淀的pH

2.7

7.5

4.2

7.8

沉淀完全的pH

3.7

9.7

6.7

9.8

物质

MnS

CaF2

CuS

 

 

Ksp

2.5×10-13

1.5×10-10

1.3×10-36

 

 

 

 

回答下列问题:

(1)为提高“溶浸”过程中的浸取速率,以下方法不能提高浸取速率的是________

A.将矿石研磨粉碎      B.连续搅拌   C.延长浸取时间   D.升高温度   E.适当增大稀硫酸的浓度

“溶浸”过程中往往有副产物MnS2O6 生成,温度对“溶浸”反应的影响如下图所示, 为减少MnS2O6的生成,“溶浸”的适宜温度应大于___

(2)“除铁”步骤中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,发生反应的离子方程为____

(3) “净化”步骤的目的是除去溶液中的Ca2+Cu2+等杂质。若测得滤液中 c(F-)=0.02mol•L-1,则滤液中残留的c(Ca2+) =__

(4) “沉锰”步骤中 ,加入 NH4HCO3后有无色无味的气体放出, 发生反应的离子方程式为______

(5)从“沉锰”步骤中要得到纯净无水MnCO3,先将析出的 MnCO3沉淀过滤,再用_______(填化学式)洗涤更易于干燥。过滤后废液的主要成分为____(填化学式)

(6)实际生产中, 运用阴离子交换膜法电解得到金属锰,电解装置如下图所示,B电极为直流电源的_________极。该工艺若不使用离子交换膜, 会造成Mn2+发生副反应生成 MnO2 写出该副反应的电极反应式_______

 

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已知AG=lg,电离度a=×l00%。常温下,向l0mL0.lmol•L-1HX溶液中滴加0.lmol•L-1NaOH溶液,混合溶液中AG与滴加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是

A.P前随着NaOH溶液的加入,增大 B.G点溶液中c(Na+)=c(X-)>c(H+)=c(OH-)

C.V=10时,溶液中c(OH-)>c(HX) D.常温下,HX的电离度约为0.1%

 

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中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念, 实现锌碘单液流中电解液的利用率近 100% 其原理如图所示。

下列说法正确的是

A.放电时A电极反应式为:Zn+2e-=Zn2+ B.放电时电解质储罐中离子总浓度减小

C.M为阴离子交换膜,N为阳离子交换膜 D.充电时A极增重65gC区增加离子数为2NA

 

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