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在电解冶炼铝的过程中加入冰晶石,可起到降低 Al2O3 熔融温度的作用。冰晶石的...

在电解冶炼铝的过程中加入冰晶石,可起到降低 Al2O3 熔融温度的作用。冰晶石的生产 原理为 2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3===2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。根据题意填空:

(1)冰晶石的晶体不导电,但熔融时能导电,则在冰晶石晶体中存在_____(填序号)

a.离子键    b.极性键           c.配位键        d.范德华力

(2)CO2 分子的空间构型为___,中心原子的杂化方式为__,和 CO2 互为等电子体的氧化物是___

(3)反应物中电负性最大的元素为_____(填元素符号),写出其原子最外层的电子排布式____

(4)冰晶石由两种微粒构成,冰晶石的晶胞结构如图甲所示,黑球位于大立方体的顶点和面心,白球位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心,那么大立方体的体心处所代表的微粒是______(填具体的微粒符号)

(5)Al 单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示,其晶胞结构如图丙所示,原子之间相 互位置关系的平面图如图丁所示。若已知 Al 的原子半径为 d cmNA 代表阿伏加德罗常数的 值,Al 的相对原子质量为 Mr,则一个晶胞中 Al 原子的数目为______个;Al 晶体的密度为________(用字母表示)

 

abc 直线形 sp N2O F 2s22p5 Na+ 4 g·cm-3 【解析】 根据题干信息,判断冰晶石化合物种类,从而分析其晶体存在的作用力,根据杂化轨道互斥理论判断空间构型和杂化方式,根据等电子体原理书写,根据均摊法结合立体几何知识进行晶胞的相关计算。 (1)冰晶石(Na3AlF6)晶体不导电,但熔融时能导电,说明属于离子化合物,由Na+、[AlF6]3-构成,[AlF6]3-中含有配位键,也属于极性键,故选abc; (2)CO2分子为直线形结构,可知碳原子采取sp杂化方式,原子数目相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体,和CO2互为等电子体的氧化物是N2O,故答案为:直线形;sp;N2O; (3)元素的非金属性越强,其电负性越强,所以电负性最强的是F元素;F原子核外最外层上s、p能级上电子分别是2、5,其最外层电子排布式为2s22p5,故答案为:F;2s22p5; (4)由均摊法可知,黑球的个数=8×+6×=4,白球个数=12×+8=11,根据化学式知,Na+和[AlF6]3-的个数比是3:1,则白色球和黑色球之比接近3:1,要使其为3:1,则大立方体的体心处所代表的微粒是Na+,故答案为:Na+; (5)晶胞中Al原子个数为8×+6×=4,则晶胞质量g,面对角线上3个Al原子相邻,晶胞棱长为4d×=2d,则晶胞密度=4×g÷(2d cm)3=g·cm-3,故答案为:4;g·cm-3。
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考点分析:
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三氧化二钴主要用作颜料、釉料及磁性材料,利用铜钴矿石制备Co2O3的工艺流程如图所示。

已知:铜钴矿石主要含有CoO(OH)CoCO3Cu2(OH)2CO3SiO2,其中还含有一定量的Fe2O3MgOCaO等。请回答下列问题:

(1)“浸泡过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是_______(写出2种即可)

(2)“浸泡过程中,加入Na2SO3溶液的主要作用是____________

(3)沉铜后的滤液中加入NaClO3溶液,写出滤液中的金属离子与NaClO3反应的离子方程式________________

(4)温度、pH对铜、钴浸出率的影响如图1、图2所示:

浸泡铜钴矿石的适宜条件为__________________

②图2pH增大时铜、钴浸出率下降的原因可能是___________

(5)CoC2O4·2H2O在空气中高温煅烧得到Co2O3的化学方程式是________

(6)一定温度下,向滤液A中加入足量的NaF溶液可将Ca2+Mg2+沉淀而除去,若所得滤液Bc(Mg2+)=1.0×10-5 mol/L,则滤液Bc(Ca2+)______。[已知该温度下Ksp(CaF2)=3.4×10-11Ksp(MgF2)=7.1×1011

 

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在氮及其化合物的化工生产中,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。

(1)t℃时,关于N2NH3的两个反应的信息如下表所示:

化学反应

正反应活化能

逆反应活化能

t℃时平衡常数

N2(g)O2(g)2NO(g)  △H>0

a kJ/mol

b kJ/mol

K1

4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) △H<0

c kJ/mol

d kJ/mol

K2

 

 

 

请写出t℃时氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:______________________t℃时该反应的平衡常数为__________ (K1K2表示)

(2)工业合成氨的原理为:N2(g)3H2(g)2NH3(g)下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时,H2的物质的量浓度随时间的变化。图乙表示在其他条件不变的情况下,起始投料H2N2的物质的量之比(设为x)与平衡时NH3的物质的量分数的关系。

图甲中0t1 min内,v(N2)_____mol·L1·min1b点的v(H2)_____a点的v(H2)(大于”“小于等于”)

②己知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器体积为1L,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2后,平衡________(向右移动”“向左移动不移动”)

(3)①科学家研究出以尿素为动力的燃料电池新技术。用这种电池可直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电。尿素燃料电池结构如图所示,写出负极电极反应式:________________________________________________

理论上电池工作时,每消耗标准状况下2.24 L O2时,可产生的电量为________ (法拉第常数为96500C/ mol)

 

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已知:乙二酸(HOOC—COOH,可简写为H2C2O4),俗称草酸,157℃时开始分解。

(1)探究草酸的酸性

25℃  H2C2O4    K15.4×10-2K25.4×10-5H2CO3 K14.5×10-7K24.7×10-11

下列化学方程式可能正确的是___

AH2C2O4+=+              B+=+

C2+CO2+H2O=2+           DH2C2O4+=+H2O+CO2

(2)探究草酸分解产物

实验中观察到 B CuSO4 粉末变蓝,C 中澄清石灰水变浑浊,D 的作用是 ___ 证明有 CO 气体生成的现象是______

(3)探究催化剂对化学反应速率的影响

在甲、乙两支试管中各加入 4 mL 0.01 mol·L-1 酸性 KMnO4 溶液和 2 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4 溶液,再向乙试管中加入一粒黄豆大的 MnSO4 固体,摇匀。填写表格:

反应现象

_______

实验结论

______

试管中发生反应的离子方程式

______

 

(4)用酸性 KMnO4 溶液滴定 Na2C2O4,求算 Na2C2O4 的纯度。

实验步骤:准确称取 2.0 g Na2C2O4 固体,配成 100 mL 溶液;取出 20.00 mL 于锥形瓶 中,再向瓶中加入足量稀 H2SO4;用 0.016 0 mol·L-1 酸性 KMnO4 溶液滴定,滴定至终点时消耗KMnO4溶液25.00 mL

①KMnO4 溶液应装在_________    滴定管中。(酸式碱式”)

②Na2C2O4 的纯度是_________

 

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常温下,向20mL0.2mol·L-1H2X溶液中滴加0.2mol·L-1NaOH溶液,在不同pH环境下不同形态的粒子组成分数如图所示,下列说法正确的是

A.水的电离程度:b点小于点a

B.将等物质的量的NaHXNa2X溶于水中,所得溶液pH恰好为11

C.常温下的Ka(HY)1.1×10-10,将少量H2X溶液加入到足量NaY溶液中,发生的反应为:H2XYHYHX

D.常温下,反应X2+H2O⇌HX+OH的平衡常数对数值1gK=-11

 

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摩拜单车可利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电,锂离子电池反应原理为 Li1xCoO2+LixC6LiCoO2+6C,装置示意图如图所示。下列说法错误的是

A.充电时,阴极质量增加,发生还原反应

B.充电时,电路中每有 1 mol 电子通过,则有 1 mol Li+通过聚合物电解质膜

C.该锂离子电池放电时,化学能转化为电能

D.放电时,正极的电极反应式为 LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+

 

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