編號(hào) | ① | ② | ③ | ④ |
稀硝酸的體積/mL | 100 | 200 | 300 | 400 |
剩余金屬的質(zhì)量/g | 18.0 | 9.6 | 0 | 0 |
NO 的體積/mL | 2240 | 4480 | 6720 | V |
分析 A、B、C、D是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道,且每種軌道中的電子總數(shù)相同,核外電子排布為1s22s22p2,故B為碳元素;D原子有2個(gè)未成對(duì)電子,A、B、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體,M為HCHO,則A為H元素、D為O元素;C原子序數(shù)介于碳、氧之間,故C為N元素;E是第四周期元素,其原子核外最外層電子數(shù)與A原子相同,其余各層電子均充滿,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1,則E為Cu.
(1)同周期隨原子序數(shù)增大,第一電離能呈增大趨勢,但原子處于全滿、半滿、全空時(shí),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素;
(2)M為HCHO,根據(jù)分子中C原子σ鍵數(shù)目、孤電子對(duì)數(shù)確定雜化軌道數(shù)目,進(jìn)而確定雜化方式;
(3)Cu失去4s能級(jí)1個(gè)電子形成Cu+;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Cu+位于晶胞內(nèi)部;
(4)分子之間存在氫鍵會(huì)使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高;
(5)CO2、N3-互為等電子體,二者結(jié)構(gòu)相似,N3-中N原子之間形成2對(duì)共用電子對(duì);
(6)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),由圖可知,HCHO發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳,由守恒守恒可知還生成H+;
(7)由表中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)①②都有金屬剩余,硝酸完全反應(yīng),則溶液中不可能含有硝酸鐵,溶液中金屬離子為+2價(jià),在實(shí)驗(yàn)①的基礎(chǔ)上加入100mL硝酸,參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為18g-9.6g=8.4g,生成NO的體積為4480mL-2240mL=2240mL,NO物質(zhì)的量為0.1mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知,參加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為$\frac{0.1mol×(5-2)}{2}$=0.15mol,參加反應(yīng)金屬的平均摩爾質(zhì)量為$\frac{8.4g}{0.15mol}$=56g/mol,故該過程只有Fe參加反應(yīng),故實(shí)驗(yàn)①只有Fe參與反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)為:3Fe+8HNO3═3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,根據(jù)NO的體積結(jié)合方程式計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量濃度.
解答 解:A、B、C、D是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道,且每種軌道中的電子總數(shù)相同,核外電子排布為1s22s22p2,故B為碳元素;D原子有2個(gè)未成對(duì)電子,A、B、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體,M為HCHO,則A為H元素、D為O元素;C原子序數(shù)介于碳、氧之間,故C為N元素;E是第四周期元素,其原子核外最外層電子數(shù)與A原子相同,其余各層電子均充滿,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1,則E為Cu.
(1)同周期隨原子序數(shù)增大,第一電離能呈增大趨勢,但N原子2P能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能:N>O>C,故答案為:N>O>C;
(2)M為HCHO,分子中C原子形成3個(gè)σ鍵、沒有孤電子對(duì),故雜化軌道數(shù)目為3,C原子采取sp2雜化方式,故答案為:sp2;
(3)Cu失去4s能級(jí)1個(gè)電子形成Cu+,基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10,由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Cu+位于晶胞內(nèi)部,晶胞中含有4個(gè)Cu+,故答案為:1s22s22p63s23p63d10;4;
(4)NH3分子間能形成氫鍵,甲烷分子之間為分子間作用力,氫鍵比分子間作用力強(qiáng),故NH3的沸點(diǎn)比CH4的高,故答案為:NH3分子間能形成氫鍵;
(5)CO2、N3-互為等電子體,二者結(jié)構(gòu)相似,N3-中N原子之間形成2對(duì)共用電子對(duì),N3-的結(jié)構(gòu)式[N=N=N]-,故答案為:[N=N=N]-;
(6)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),由圖可知,HCHO發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳,由守恒守恒可知還生成H+,負(fù)極所在的左室中發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式是:HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+,故答案為:HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+;
(7)由表中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)①②都有金屬剩余,硝酸完全反應(yīng),則溶液中不可能含有硝酸鐵,溶液中金屬離子為+2價(jià),在實(shí)驗(yàn)①的基礎(chǔ)上加入100mL硝酸,參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為18g-9.6g=8.4g,生成NO的體積為4480mL-2240mL=2240mL,NO物質(zhì)的量為0.1mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知,參加反應(yīng)金屬的物質(zhì)的量為$\frac{0.1mol×(5-2)}{2}$=0.15mol,參加反應(yīng)金屬的平均摩爾質(zhì)量為$\frac{8.4g}{0.15mol}$=56g/mol,故該過程只有Fe參加反應(yīng),故實(shí)驗(yàn)①只有Fe參與反應(yīng),實(shí)驗(yàn)①發(fā)生反應(yīng)為:3Fe+8HNO3═3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成NO的物質(zhì)的量為$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,根據(jù)方程式可知,參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.1mol×4=0.4mol,故硝酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L,故答案為:4.
點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)問題、混合物的有關(guān)計(jì)算、原電池原理等,(7)中根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷各階段發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵,側(cè)重對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,本題過程復(fù)雜、計(jì)算量較大,為易錯(cuò)題目,難度較大.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | ①② | B. | ① | C. | ② | D. | ③④ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題
A. | p=$\frac{17V+22400}{22.422.4V}$ | B. | W=$\frac{17c}{ρ}$ | ||
C. | $\frac{17V}{17V+22400}$=W | D. | C=$\frac{1000Vρ}{17V+22400}$ |
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