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Cu—Mn—Al合金为磁性形状记忆合金材料之一,可用来制作各种新型的换能器、驱动...

Cu—Mn—Al合金为磁性形状记忆合金材料之一,可用来制作各种新型的换能器、驱动器、敏感元件和微电子机械操纵系统。

(1)下列状态的铝中,最外层电离出一个电子所需能量最小的是______(填标号)

A.     B.

C.     D.

(2)AlCl3是某些有机反应的催化剂,如苯与乙酰氯反应的部分历程为:

①乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为____

②乙酰氯分子中∠CCCl___120°(“>”“=”“<”),判断理由是_______

的空间构型为________

(3)温度不高时气态氯化铝为二聚分子(其结构如图所示)

写出Al2Cl6的结构式并标出配位键______

(4)Cu—Mn—合金的晶胞如图a所示,该晶胞可视为MnAl位于Cu形成的立方体体心位置,图b是沿立方格子对角面取得的截图。

①若A原子的坐标参数为(000)C(111),则B原子的坐标参数为_____

②由晶胞可知该合金的化学式为_____

③已知r(Cu)≈r(Mn)=127pmr(Al)=143pm,则Cu原子之间的最短核间距离为____pm

④该晶胞的密度为_____g·cm-3(列出计算式即可,阿伏加德罗常数用NA表示)

 

B sp3sp2 < 双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力 正四面体 (1,,) AlMnCu2 180或或311.76 【解析】 (1)铝的第三电离能>第二电离能>第一电离能,基态大于激发态,ACD属于基态、B属于激发态,所以电离最外层一个电子所需能量最小的是B; (2)①根据乙酰氯分子的结构可知该物质中甲基上的C原子形成4个σ键,价层电子对数为4,为sp3杂化;另一个C原子形成3个σ键,1个π键,所以价层电子对数为3,为sp2杂化; ②双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力,所以乙酰氯分子中∠CCCl小于120°; ③中心铝原子的价层电子对数为=4,不含孤电子对,所以为正四面体形; (3)根据氯化铝二聚分子的结构可知每个氯原子与4个氯原子形成4个σ键,由于铝原子最外层有只有3个电子,所以其中一个为配位键,由铝提供空轨道,氯原子提供孤电子对,所以Al2Cl6的结构式为; (4)①A为原点,C为(1,1,1),B为右面面心,所以B的坐标为(1,,); ②根据均摊法,该晶胞中Cu原子的个数为=8,Mn原子的个数为4,Al原子的个数为4,所以该合金的化学式为AlMnCu2; ③根据截面图结合几何知识可知[2r(Cu)+2r(Al)]为体对角线的一半,设晶胞的棱长为a,则有a=2[2r(Cu)+2r(Al)]=4×(127+143)pm,所以a=pm;根据晶胞结构可知铜原子之间的最短核间距为棱长的一半,即a=180pm或pm或311.76pm; ④晶胞的质量m=g,晶胞的体积V=a3=()3pm3=(×10-10)3cm3,所以晶胞的密度=g·cm-3。
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考点分析:
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过氧化氢是重要的化工产品,广泛应用于化学合成、医疗消毒等领域。

(1)过氧化氢的电子式为_____________

(2)工业上电解硫酸氢盐溶液得到过二硫酸盐(),过二硫酸盐水解生成H2O2溶液和硫酸氢盐,生成的硫酸氢盐可以循环使用。电解硫酸氢盐溶液时阳极的电极反应式为_______。写出过二硫酸盐水解的离子方程式________

(3)298K时,实验测得反应在不同浓度时的化学反应速率如表:

实验编号

1

2

3

4

 

c(HI) /molL-1

0.100

0.200

0.300

00.100

0.100

c(H2O2)/molL-1

0.100

0.100

0.100

0.200

0.300

v//molL-1s-1

0.007 60

0.015 3

0.022 7

0.015 1

0.022 8

 

已知速率方程为,其中k为速率常数。

根据表中数据判断:a=_______b=________

(4)“大象的牙膏实验是将浓缩的过氧化氢与肥皂液混合,再滴加少量碘化钾溶液,即可观察到泡沫状物质像喷泉一样喷涌而出。反应中H2O2的分解机理为:

     

 

此反应过程中无催化剂和有催化剂的能量变化关系图像如图所示:

则表示慢反应的曲线是__________(“a”“b”)

1mol H2O2分解放出热量98 kJ,则H2O2分解的热化学方程式为_________________

(5)某科研团队研究体系(其中)氧化苯乙烯制取苯甲醛,反应的副产物主要为苯甲酸和环氧苯乙烷。一定条件下,测得一定时间内温度对氧化反应的影响如图:

注:苯乙烯转化率    ●苯甲醛选择性

80℃时苯乙烯的转化率有所降低,其原因可能是_______

②结合苯乙烯的转化率,要获得较高的苯甲醛产率,应该选择的温度为_______

 

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用海底锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgOFe2O3Al2O3SiO2)为原料,制备金属锰、镁的一种工艺流程路线如下:

已知:①几种难溶物的溶度积(25℃)如下表所示:

化学式

Mg(OH)2

Mn(OH)2

Al(OH)3

Fe(OH)3

Ksp

1.8×10-11

1.8×10-13

1.0×10-33

4.0×10-38

 

 

②溶液中某离子浓度≤1.0×10-6mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。

完成下列问题:

(1)“锰结核粉末”中MnO2SO2反应的离子方程式为_____

(2)“滤液1”中c(Mn2+)0.18mol·L-1,则“调节pH”的范围为_______,“滤渣2”的成分为______

(3)”处“萃取剂”萃取的成分是___;“”处用“盐酸反萃”的作用是____

(4)MgCl2·6H2O制取无水MgCl2时,需要在干燥的HCl气流中加热分解。HCl的作用为__________

(5)该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为____

(6)一种海生假单孢菌(采自太平洋深海处),在无氧条件下以醋酸为电子供体还原MnO2生成Mn2+的机理如图所示。写出反应②③的总反应的离子方程式____________

 

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Kx[Cu(C2O4)yzH2O (水合草酸铜(Ⅱ)酸钾)是一种化工原料,实验室制备少量水合草酸铜酸钾并测定样品的组成,实验步骤如下:

I制备CuO

用图1所示装置将溶液混合后,小火加热至蓝色沉淀变黑色生成CuO,煮沸5~10分钟。稍冷却后全部转移至图2装置过滤,并用蒸馏水洗涤沉淀2~3次。

(1)①指出图2装置中操作中的错误___________,图2操作需用蒸馏水洗涤沉淀2~3次,其目为___________

②检验沉淀洗涤干净的方法为___________

制备KHC2O4K2C2O4混合溶液

称取3.0g H2C2O4·2H2O放入250mL烧杯中,加入40mL蒸馏水,微热(温度低于80℃)溶解。稍冷后分数次加入2.2g无水K2CO3,充分反应后生成含KHC2O4K2C2O4的混合物。

(2)该步骤中所得混合物中n(KHC2O4)n(K2C2O4)=____________(取整数)

制备水合草酸铜酸钾晶体

KHC2O4K2C2O4混合溶液水浴微热,再将CuO连同滤纸一起加入到该溶液中,充分反应至CuO沉淀全部溶解,取出滤纸后,加热浓缩、冷却结晶、过滤,用乙醇淋洗,自然晾干,称量得到样品2.9760g(电子天平称量)

(3)①步骤KHC2O4的作用是__________

②用乙醇淋洗而不用水的优点是__________

③溶解CuO沉淀时,连同滤纸一起加人到溶液中的目的是__________

测定水合草酸铜酸钾晶体的成分

取少量制得的样品配成溶液。用标准酸性髙锰酸钾溶液滴定、用标准EDTA溶液(PAR为指示剂)滴定Cu2+,经计算样品中n(Cu)n()=1:2,假设制备样品的过程中Cu2+无损耗。

(4)水合草酸铜(Ⅱ)酸钾晶体的化学式为__________

 

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室温下,用0.10 mol·L-1NaOH溶液滴定20 mL 0.10 mol·L-1HA溶液,测得混合溶液的pHlg 的关系如图所示。下列叙述正确的是

A.HA为弱酸,Ka的数量级为10-3

B.b点时消耗NaOH溶液的体积大于20 mL

C.溶液的导电能力:b>a

D.b点溶液中:c(Na+)=c(Aˉ)=(H+)=c(OHˉ)=10-7mol/L

 

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我国学者最近研发一种新型铝石墨烯电池,其负极是金属铝,正极是石墨烯(Cn)薄膜,电解质为阳离子(EMI+)与阴离子()组成的离子液体,该电池的工作原理如图。已知能量密度是指一定质量物质中储存能量的大小。下列说法错误的是

A.该铝电极电池比锂电极电池的能量密度低

B.石墨烯电极的比表面积大,充放电性能优于石墨电极

C.充电时,有机阳离子(EMI+)向铝电极移动

D.放电时,负极的电极反应式为2Al+7Clˉ-6eˉ=Al2Cl

 

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