【題目】鈷元素是三元鋰離子電池陽極材料的重要成分。請回答下列問題:

(1)鈷元素在周期表中的位置是___________,其外圍電子排布式為___________。

(2)已知第四電離能大。篒4(Fe)> I4 (Co),從原子結(jié)構(gòu)的角度分析可能的原因是___________。

(3)配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn),取1mol配合物CoCl3·6NH3(黃色)溶于水,加人足量硝酸銀溶液,產(chǎn)生3mol白色沉淀,沉淀不溶于稀硝酸。原配合物中絡(luò)離子形狀為正八面體。

①根據(jù)上述事實(shí)推測原配合物中絡(luò)離子化學(xué)式為___________

②該配合物在熱NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng),并釋放出氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式___________;生成氣體分子的中心原子雜化方式為___________。

(4)經(jīng)X射線衍射測定發(fā)現(xiàn),晶體鈷在417℃以上堆積方式的剖面圖如圖所示,則該堆積方式屬于___________,若該堆積方式下的晶胞參數(shù)為acm,則鈷原子的半徑為___________pm。

【答案】第四周期VIII 3d74s2 Fe3+電子排布較穩(wěn)定的3d5變?yōu)椴环(wěn)定的3d4需要更多的能量 [Co(NH3)6]3+ [Co(NH3)6]Cl3+3NaOH=Co(OH)3+6NH3+3NaCl sp3 面心立方堆積 a1010

【解析】

(1)鈷的原子序數(shù)為27,在周期表中位于第四周期VIII族,電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2;

(2) Fe3+外圍電子排布式為3d5,Co3+外圍電子排布式為3d6,由此可知Fe3+從電子排布較穩(wěn)定的3d5變?yōu)椴环(wěn)定的3d4需要更多的能量;

(3)①1mol配合物CoCl3·6NH3(黃色)溶于水,加人足量硝酸銀溶液,產(chǎn)生3mol白色沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,說明Cl-是外界離子,不是配位體;絡(luò)離子形狀為正八面體,則說明Co3+與6個NH3形成配位絡(luò)離子;

②根據(jù)以上分析,該配合物為[Co(NH3)6]Cl3,與熱NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng),放出氣體應(yīng)為氨氣;NH3分子的中心原子的價(jià)電子對數(shù)為=4,故雜化方式為sp3;

(4)由圖可知,該堆積方式屬于面心立方堆積;

鈷在面心立方堆積中,鈷原子處于頂點(diǎn)和面心,設(shè)鈷原子的半徑為r,則晶胞立方體面對角線長為4r,若該堆積方式下的晶胞參數(shù)為acm,則(4r)2=a2+a2,解得r=acm=a1010pm。

(1)鈷的原子序數(shù)為27,在周期表中位于第四周期VIII族,電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2,其外圍電子排布式為3d74s2;

故答案為:第四周期VIII族;3d74s2;

(2) Fe3+外圍電子排布式為3d5,Co3+外圍電子排布式為3d6,由此可知Fe3+從電子排布較穩(wěn)定的3d5變?yōu)椴环(wěn)定的3d4需要更多的能量,所以第四電離能大。篒4(Fe)> I4 (Co);

故答案為:Fe3+電子排布較穩(wěn)定的3d5變?yōu)椴环(wěn)定的3d4需要更多的能量;

(3)①1mol配合物CoCl3·6NH3(黃色)溶于水,加人足量硝酸銀溶液,產(chǎn)生3mol白色沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,說明Cl-是外界離子,不是配位離子;絡(luò)離子形狀為正八面體,則說明Co3+與6個NH3形成配位絡(luò)離子。則絡(luò)離子化學(xué)式為[Co(NH3)6]3+;

②根據(jù)以上分析,該配合物為[Co(NH3)6]Cl3,與熱NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng),放出氣體應(yīng)為氨氣,則化學(xué)方程式[Co(NH3)6]Cl3+3NaOH=Co(OH)3+6NH3+3NaCl;NH3分子的中心原子的價(jià)電子對數(shù)為=4,故雜化方式為sp3;

故答案為:[Co(NH3)6]3+[Co(NH3)6]Cl3+3NaOH=Co(OH)3+6NH3+3NaCl;sp3

(4)由圖可知,該堆積方式屬于面心立方堆積;

鈷在面心立方堆積中,鈷原子處于頂點(diǎn)和面心,設(shè)鈷原子的半徑為r,則晶胞立方體面對角線長為4r,若該堆積方式下的晶胞參數(shù)為acm,則(4r)2=a2+a2,解得r=acm=a1010pm。

故答案為:面心立方堆積;a1010。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室需要0.1 mol·L1NaOH溶液500 mL。根據(jù)溶液的配制情況回答下列問題。

(1)在下圖所示儀器中,配制上述溶液肯定不需要的是_________(填序號),除圖中已有儀器外,配制上述溶液還需要的玻璃儀器是__________________。

(2)配制時,其正確的操作順序是__________(用字母表示,每個操作只用一次)。

A.用少量水洗滌燒杯2次~3次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩

B.在盛有NaOH固體的燒杯中加入適量水溶解

C.將燒杯中已冷卻的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中

D.將容量瓶蓋緊,反復(fù)上下顛倒,搖勻

E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹液面恰好與刻度相切

F.繼續(xù)往容量瓶內(nèi)小心加水,直到液面接近刻度1 cm~2 cm處

(3)關(guān)于容量瓶的四種敘述:①是配制準(zhǔn)確濃度溶液的儀器;②不宜貯存溶液;③不能用來加熱;

④使用之前要檢查是否漏水。這些敘述中正確的是__________(填字母)。

A.①②③④ B.②③ C.①②④ D.②③④

(4)根據(jù)計(jì)算用托盤天平稱取的NaOH固體質(zhì)量為______g。

Ⅱ.配制1 mol/L的稀硫酸溶液500 mL;卮鹣铝袉栴}。

(5)需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度為1.84 g/cm3的濃硫酸的體積為_________mL(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))。如果實(shí)驗(yàn)室有25 mL、50 mL、10 0mL量筒,應(yīng)選用________mL規(guī)格的量筒最好。

(6)下面操作造成所配稀硫酸溶液濃度偏高的是______(填字母)。

A.溶解后溶液沒有冷卻到室溫就轉(zhuǎn)移

B.轉(zhuǎn)移時沒有洗滌燒杯、玻璃棒

C.向容量瓶加水定容時眼睛俯視液面

D.用量筒量取濃硫酸后洗滌量筒并把洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶

E.搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,又加蒸餾水至刻度線

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列根據(jù)反應(yīng)原理設(shè)計(jì)的應(yīng)用,不正確的是

A. CO32+H2OHCO3+OH 熱的純堿溶液清洗油污

B. Al3+3H2OAl(OH)3+3H 明礬凈水

C. TiCl4+(x+2)H2O(過量) TiO2·xH2O↓+4HCl 用TiCl4制備TiO2

D. SnCl2+H2OSn(OH)Cl↓+HCl 配制氯化亞錫溶液時加入氫氧化鈉

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】草酸晶體的組成可用H2C2O4·xH2O表示,為了測定x值,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

①稱取w g草酸晶體,配成100.00mL水溶液。

②量取25.00mL所配制的草酸溶液置于錐形瓶內(nèi),加入適量稀硫酸。

③用濃度為a mol·L1的KMnO4溶液滴定到滴入最后一滴KMnO4半分鐘后不再褪色為止。

所發(fā)生反應(yīng):KMnO4+H2C2O4+H2SO4——K2SO4+CO2↑+MnSO4+H2O(未配平)。

試回答:

(1)實(shí)驗(yàn)中不需要的儀器有_____(填序號),還缺少的儀器有_____

a.托盤天平(帶砝碼,鑷子);b.滴定管;c.100 mL量筒;d.滴定管夾;e.燒杯;f.漏斗;g.錐形瓶;h.玻璃棒;i.藥匙;f鐵架臺。

(2)實(shí)驗(yàn)中,標(biāo)準(zhǔn)液KMnO4溶液應(yīng)裝在_________式滴定管中。

(3)誤差討論:

①若滴定終點(diǎn)時俯視滴定管刻度,則由此測得的x值會_____(填“偏大”“偏小”或“不變”,下同)。

②若滴定時所用的酸性KMnO4溶液因久置而導(dǎo)致濃度變小,則由此測得的x值會_____。

(4)在滴定過程中若用a mol·L1的KMnO4溶液V mL,則所配制的草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為_________mol·L1,由此可計(jì)算x值是_________。(用代數(shù)式表達(dá))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】今年是俄羅斯化學(xué)家門捷列夫提出元素周期律”150周年。門捷列夫?yàn)楹脦追N當(dāng)時尚未發(fā)現(xiàn)的元素類鋁、類硅類硼留下了空位。而法國科學(xué)家在1875年研究閃鋅礦(ZnS)時發(fā)現(xiàn)的,正是門捷列夫預(yù)言的類鋁,性質(zhì)也是和預(yù)言中驚人的相似。

回答下列問題:

(1)①寫出鎵的基態(tài)原子的電子排布式______;門捷列夫預(yù)言的類硼就是現(xiàn)在的鈧、類硅即使現(xiàn)在的鍺,這三種元素的原子中,未成對的電子數(shù)最多的是______填元素符號。

②下列說法最有可能正確的一項(xiàng)是______。填字母

A.類鋁在時蒸氣壓很高 類鋁的氧化物不能溶于堿

C.類鋁不能與沸水反應(yīng) 類鋁能生成類似明礬的礬類

氯化鎵熔點(diǎn)77.9℃,其中鎵的雜化方式與下列微粒的中心原子雜化方式相同且氯化鎵空間構(gòu)型也與其微粒相同的是______。填字母

A.PCl3B.SO3C.CH3-D.NO3-

(3)鎵多伴生在鋁土礦、二硫鎵銅礦等礦中。

Cu(OH)2可溶于氨水,形成的配合物中,配離子的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為表示出配位鍵______。

②鋅的第一電離能(I1)大于銅的第一電離能,而鋅的第二電離能(I2)卻小于銅的第二電離能的主要原因是______。

(4)2011年,我國將鎵列為戰(zhàn)略儲備金屬,我國的鎵儲量約占世界儲量的80%以上。砷化鎵也是半導(dǎo)體材料,其結(jié)構(gòu)與硫化鋅類似,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:

①原子坐標(biāo)參數(shù)是晶胞的基本要素之一,表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。圖中A(0,0,0)、、,則此晶胞中,距離A球最遠(yuǎn)的黑球的坐標(biāo)參數(shù)為______

若砷和鎵的原子半徑分別為acmbcm,砷化鎵的摩爾質(zhì)量Mg/mol為、密度為ρg/cm3,晶胞中原子體積占空間體積百分率為w即原子體積的空間占有率,則阿伏加德羅常數(shù)為______mol-1。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氨甲環(huán)酸(G),別名止血環(huán)酸,是一種已被廣泛使用半個世紀(jì)的止血藥,它的一種合成路線如下(部分反應(yīng)條件和試劑略):

回答下列問題:

(1)A的結(jié)構(gòu)簡式是___________。

(2)C的化學(xué)名稱是___________。

(3)②的反應(yīng)類型是___________。

(4)E中不含N原子的官能團(tuán)名稱為___________。

(5)氨甲環(huán)酸(G)的分子式為___________。

(6)寫出滿足以下條件的所有E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:______________________

a含苯環(huán) b.與硝化甘油具有相同官能團(tuán) c.核磁共振氫譜有三組峰

(7)寫出以為原料,制備醫(yī)藥中間體的合成路線:_______________________________________________________(無機(jī)試劑任選)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】298 K時,各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下:

①N2(g)+O2(g)2NO(g),K=1×10-30

②2H2(g)+O2(g)2H2O(g),K=2×1081;

③2CO2(g)2CO(g)+O2(g),K=4×10-92

則常溫下,NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向最大的是( )

A.① B.② C.③ D.無法判斷

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,向1 L 0.1 mol·L1一元酸HR溶液中逐漸通入氨氣[已知常溫下NH3·H2O電離平衡常數(shù)K=1.76×105],使溶液溫度和體積保持不變,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如下圖所示。下列敘述正確的是

A. 0.1 mol·L1 HR溶液的pH5

B. HR為弱酸,常溫時隨著氨氣的通入,c(R)/[c(OH).c(HR)] 逐漸增大

C. 當(dāng)通入0.1 mol NH3時,c(NH4+)>c(R)>c(OH)>c(H+)

D. 當(dāng)c(R)= c(HR)時,溶液必為中性

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)熔化時,沒有破壞化學(xué)鍵的是( )

A.金剛石B.干冰C.氯化鈉D.晶體二氧化硅

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同步練習(xí)冊答案