【題目】鐵、鈷、鎳具有相似的性質(zhì),在化學上稱為鐵系元素;卮鹣铝袉栴}:
(1)LiCoO2、 LiFePO4常用作鋰離子電池的正極材料。基態(tài)Co原子核外電子排布式為_________,第四電離能I4(Co) _________I4(Fe)(填“>”或“<”),PO43-的空間構(gòu)型為_________。
(2)鐵系元素能與CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金屬羰基配合物。
與CO互為等電子體的分子和離子分別為_________和_________(各舉一種,填化學式);在CO分子中,鍵與π鍵數(shù)目之比為_________。
(3)鐵與K2O、(環(huán)戊二烯)在隔絕空氣條件下共熱可制得二茂鐵[Fe(C5H5)2]。在環(huán)戊二烯中,C原子的雜化軌道類型為_________。二茂鐵熔點為446K,不溶于水,易溶于乙醚、苯、乙醇等有機溶劑,373K即升華;從各種性質(zhì)看,都表明它是典型的_________化合物。
(4)鐵單質(zhì)的堆積方式有兩種,其剖面圖分別如圖a、b所示。
在圖a所示堆積方式里鐵原子的半徑為rpm,則其晶胞棱長為_________cm。
在圖b所示堆積方式里鐵原子的總體積占晶體體積的比例為_________(用含圓周率π的代數(shù)式表示)
【答案】[Ar]3d74s2 < 正四面體 N2 CN- 1:2 sp2和sp3 共價 π
【解析】
(1)Co為27號元素,原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2;
Co3+核外電子排布為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3d4、較易失去電子,Fe3+核外電子排布為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3d5,較難失電子,由此比較第4電離能;
PO43-中P原子孤電子對數(shù)為0、σ鍵數(shù)目為4,由此確定空間構(gòu)型;
(2)價電子數(shù)和原子數(shù)相等的粒子互為等電子體;CO與N2的構(gòu)相似,σ鍵、π鍵數(shù)分別為1、2;
(3)在環(huán)戊二烯中有4個C原子為sp2雜化,1個C原子為sp3雜化;
二茂鐵的熔點,溶解性情況包括能升華等性質(zhì)與分子晶體相似;
(4)設(shè)a晶胞棱長為x,4rpm= x,求出x;設(shè)b晶胞棱長為y,F(xiàn)e原子半徑為R,4R= y,再結(jié)合球體積公式計算。
解:(1)Co為27號元素,其價電子排布為3d74s2,基態(tài)Co原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2;
Co3+核外電子排布為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3d4、較易失去電子,F(xiàn)e3+核外電子排布為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)3d5,較難失電子,故l4(C0)<l4(Fe);
PO43-中P原子孤電子對數(shù)為0、δ鍵數(shù)目為4,故其空間構(gòu)型為正四面體;
(2)與CO價電子數(shù)和原子數(shù)相等的分子有N2,離子有CN-,C22-等;CO與N2的構(gòu)相似,σ鍵、π鍵數(shù)分別為1、2,σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1:2;
(3)在環(huán)戊二烯中有4個C原子為sp2雜化,1個C原子為sp3雜化,二茂鐵的熔點、溶解性情況包括能升華等性質(zhì),都表明它是典型的共價化合物;
(4)設(shè)a晶胞棱長為x,4rpm= x即x= rpm=r×10-10cm,
設(shè)b晶胞棱長為y,F(xiàn)e原子半徑為R,4R= y,即R= y,晶胞含有的原子數(shù)為(8×1/8+6×1/2)=4,原子總體積為 = πy3,鐵原子的總體積占晶體體積的比例為 π。
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【題目】用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,通電一段時間后,向所得的溶液中加入0.1molCuO后恰好恢復到電解前的濃度,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 ( )
A.0.1 molB.0.2 molC.0.3 molD.0.4 mol
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】當前,汽車尾氣已成為許多城市空氣的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或瀝青可以部分消除汽車尾氣中的氮氧化物,其原理如下:
下列關(guān)于該“消除”過程的敘述不正確的是
A. 部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能
B. 消除總變化為NOx+O2+H2O→HNO3
C. 消除反應能全天候發(fā)生
D. 使用納米TiO2的消除效率更高
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下
已知:①菱錳礦的主要成分是MnCO3,還含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1mol/L形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:
③常溫下,CaF2、MgF2的溶度積分別為1.46×10-10、7.42×10-11。
回答下列問題:
(1)“焙燒”時發(fā)生的主要反應的化學方程式為__________________。
分析下列圖1、圖2、圖3,氯化銨焙燒菱錳礦的最佳條件是:焙燒溫度為_________、氯化銨與錳礦粉的質(zhì)量之比為_________、焙燒時間為_________。
(2)浸出液“凈化除雜”過程如下:首先加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+,反應的離子方程式為_________;再調(diào)節(jié)溶液的pH將Al3+、Fe3+變?yōu)槌恋沓,溶?/span>pH的范圍為_________;然后加入NH4F將Ca2+、Mg2+變?yōu)?/span>CaF2、MgF2沉淀除去,兩種沉淀共存時溶液中c(Ca2+)/c(Mg2+)=_________。
(3)碳化結(jié)晶時,反應的離子方程式為__________________。
(4)將制得的高純度碳酸錳溶于過量稀硫酸后用惰性電極電解,在某極得到重要的無機功能材料MnO2,該電極的電極反應式為__________________。
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【題目】X、Y、Z、W四種短周期元素,有關(guān)數(shù)據(jù)如下表,下列敘述正確的是( )
元素代號 | X | Y | Z | W |
原子半徑/pm | 66 | 70 | 143 | 160 |
主要化合價 | -2 | +5、+3、-3 | +3 | +2 |
A. W和Y形成的化合物為共價化合物
B. Y的最高價氧化物對應的水化物為強酸
C. Y的簡單氣態(tài)氫化物的沸點高于X的簡單氣態(tài)氫化物
D. 工業(yè)上經(jīng)常采用電解Z的氯化物溶液制備Z單質(zhì)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1
③H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
則下列說法正確的是
A. H2(g)的燃燒熱為571.6 kJ·mol-1
B. H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=== BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C. 同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出的熱量多
D. 2molH2(g)在足量氧氣中完全燃燒生成氣態(tài)水放出熱量大于571.6kJ
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