【題目】硫氰酸鹽在化學工業(yè)中應用廣泛。
(1)組成硫氰酸根(SCN -)的三種元素的部分性質見下表:
①硫氰酸根中碳元素的化合價為____。
②碳元素的I1、I2均比氮小。但I3卻比氮高,其原因是____。
(2)晶體場理論認為,基態(tài)離子的d軌道存在未成對電子時,d電子發(fā)生d-d躍遷是金屬陽離子在水溶液中顯色的主要原因。下列硫氰酸鹽的水溶液有顏色的是____(填標號)。
A KSCN B Fe(SCN)3 C Ni(SCN)2 D Zn(SCN)2
(3)NH4SCN廣泛應用于醫(yī)藥、印染等行業(yè),隔絕空氣加熱后可分解生成NH3、CS2、H2S、(CN)2及N2。
①SCN-可能具有[S-C≡N]-和____(填結構式)兩種結構,中心原子碳的軌道雜化方式均為____。
②(CN)2熔沸點高于N2的原因是____。
(4)硫氰酸鈷可用于毒品檢驗。其水合物晶體的晶胞結構如下圖所示(所有原子都不在晶胞的頂點或棱上)。
①晶體中微粒間作用力有____(填標號)。
A 金屬鍵 B 氫鍵 C 非極性鍵 D 極性鍵 E 配位鍵
②晶體的化學式為____。
③硫氰酸鈷晶體屬于正交晶系,晶胞參數(shù)分別為a nm、b nm.c nm,α=β=γ=90°。晶體的摩爾質量為M g·mol-1。則晶體密度=____g·cm-3(列計算式)。
【答案】+4 N2+、C2+的價電子排布分別為2s22p1和2s2,C2+的2p軌道全空,處于較穩(wěn)定狀態(tài),更難失去電子 BC [S=C=N]- sp (CN)2和N2均為非極性分子構成的分子晶體,(CN)2的相對分子質量較大,范德華力較大,熔沸點較高 BDE Co(H2O)2(SCN)2·H2O或Co(SCN)2(H2O)2·H2O或Co(SCN)2·3H2O
【解析】
(1)①硫氰酸根離子中,中心碳原子的電負性比硫和氮都小,所以碳元素顯正價,硫、氮元素顯負價,由于碳原子最外層只有四個電子,與氮和硫原子結合時,能形成四對共用電子對,故碳顯+4價;
②第三電離能用以衡量R2+失去電子的難易程度,N2+、C2+的價電子排布分別為2s22p1和2s2,C2+的2p軌道全空,處于較穩(wěn)定狀態(tài),更難失去電子,所以其第三電離能更大;
(2)K+的3d軌道全空,Zn2+的3d軌道全充滿,無法發(fā)生d-d躍遷;Fe3+的3d軌道電子排布為3d5,存在5個未成對電子,Ni2+的3d軌道電子排布式為3d8,存在2個未成對電子,二者可以發(fā)生d-d躍遷,其硫氰酸鹽的水溶液會有顏色,所以選BC;
(3)①從已知結構[S-C≡N]-中碳原子的成鍵特點(一個叁鍵、一個單鍵)可以判斷C原子的雜化方式為sp雜化,中心碳原子以兩個sp雜化軌道分別和S、N原子的1個p軌道形成σ鍵,C原子剩余的兩個未雜化的2p軌道以肩并肩的方式與氮原子另外2個p軌道形成2個π鍵,即中心碳原子形成兩個σ鍵和兩個π鍵;另一種可能的情況是,碳原子剩余的兩個未雜化的2p軌道分別與氮原子、硫原子的p軌道形成兩個大π鍵,即兩個雙鍵的結構[S=C=N]-;
②(CN)2(直線形對稱結構,正負電荷中心重合)和N2都是非極性分子,二者均為分子晶體,其熔、沸點高低取決于范德華力的大小,通常相對分子質量越大,范德華力越大;
(4)①從晶胞結構可以看出,硫氰酸鈷晶體是一種帶有結晶水的配合物,中心原子是Co2+, SCN-和H2O是配體;H2O除了與Co2+形成配位鍵以外,還有一部分H2O不做配體,只與作為配體的H2O之間以氫鍵結合;配體H2O、SCN-中都含有極性鍵,不含非極性鍵;金屬鍵通常只存在于金屬晶體中;所以選BDE;
②根據(jù)晶胞結構可知2個Co2+在晶胞內(nèi)部,4個Co2+在面上,根據(jù)均攤法每個晶胞含有的Co2+個數(shù)為2+=4;SCN-全在晶胞內(nèi),共8個,配體H2O全在晶胞內(nèi)的有8個(注意與處于上、下底面的Co2+配位的兩個H2O分子,均有一個在晶胞內(nèi),一個在晶胞外),未做配體的H2O,2個在晶胞內(nèi),4個在面上,平均每個晶胞含有這樣的水分子個數(shù)為4。由此得出Co2+、SCN-、配體H2O、非配體H2O的個數(shù)比為1:2:2:1,則化學式為Co(H2O)2(SCN)2·H2O或Co(SCN)2(H2O)2·H2O或Co(SCN)2·3H2O;
③由上題分析可知,每個晶胞中含有4個Co(SCN)2·3H2O粒子集合體,每個粒子集合體的質量為,則晶胞的質量為,晶胞的體積為abc×10-21cm3,所以晶胞的密度為g/cm3。
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【題目】丙烷的分子結構可簡寫成鍵線式結構,有機物A的鍵線式結構為,有機物B與等物質的量的H2發(fā)生加成反應可得到有機物A。下列有關說法錯誤的是( )
A. 用系統(tǒng)命名法命名有機物A,名稱為2,2,3﹣三甲基戊烷
B. 有機物A的一氯取代物只有4種
C. 有機物A的分子式為C8H18
D. B的結構可能有3種,其中一種名稱為3,4,4﹣三甲基﹣2﹣戊烯
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【題目】某同學在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉化的實驗:
實驗Ⅰ:將Fe3+轉化為Fe2+
(1)Fe3+與Cu粉發(fā)生反應的離子方程式為:________________________________________。
(2)探究白色沉淀產(chǎn)生的原因,請?zhí)顚憣嶒灧桨福?/span>
實驗方案 | 現(xiàn)象 | 結論 |
步驟1:取4mL_________mol/L CuSO4溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L KSCN溶液 | 產(chǎn)生白色沉淀 | CuSO4與KSCN 反應產(chǎn)生了白色沉淀 |
步驟2:取_____________________________ | 無明顯現(xiàn)象 |
查閱資料:。甋CN-的化學性質與I-相似 ⅱ.2Cu2++ 4 I-= 2CuI↓+ I2
則Cu2+與SCN-反應的離子方程式為________________________________________________。
實驗Ⅱ:將Fe2+轉化為Fe3+
實驗方案 | 現(xiàn)象 |
向3mL 0.1mol/L FeSO4溶液中加入1 mL 8mol/L稀硝酸 | 溶液變?yōu)樽厣胖靡欢螘r間后,棕色消失,溶液變?yōu)辄S色 |
探究上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因:
查閱資料:Fe2++ NOFe(NO)2+(棕色)
(3)用離子方程式解釋NO產(chǎn)生的原因_______________________________________________。
(4)從化學反應速率與限度的角度對體系中存在的反應進行
反應Ⅰ:Fe2+與HNO3反應; 反應Ⅱ:Fe2+與NO反應
①依據(jù)實驗現(xiàn)象,甲認為反應Ⅰ的速率比反應Ⅱ__________(填“快”或“慢”)。
②乙認為反應Ⅰ是一個不可逆反應,并通過實驗證明其猜測正確,乙設計的實驗方案是______________________________。
③請用化學平衡移動原理解釋溶液由棕色變?yōu)辄S色的原因__________________________________。
(5)丙認為若生成的NO與Fe2+不接觸,溶液就不會出現(xiàn)棕色,請從以下提供的實驗用品中選擇合適的用品,設計實驗方案,并畫出實驗裝置圖,標明試劑,實現(xiàn)Fe2+Fe3+的轉化,同時避免出現(xiàn)此異,F(xiàn)象。
實驗用品:U形管、燒杯、導線、石墨棒若干、鐵片若干、鹽橋(裝有含瓊脂的KCl飽和溶液)、 0.1mol/L FeSO4溶液、8mol/L稀硝酸
____________
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【題目】甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領域,三氯氫硅()是制備甲硅烷的重要原料;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)時伴隨發(fā)生的反應有:
①
②
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)的熱化學方程式是_______________________。
(2)工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰()制甲硅烷,反應后得甲硅烷及兩種鹽。該反應的化學方程式為_________________________________________________。
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應為歧化制甲硅烷過程的關鍵步驟,此反應采用一定量的催化劑,在不同反應溫度下測得的轉化率隨時間的變化關系如圖所示。
①時,平衡轉化率為_________。該反應是__________反應(填“放熱”或“吸熱”)。
②時,要縮短反應達到平衡的時間,可采取的措施有________________________。(答一種即可)
③比較a、b處反應速率的大。_______________(填“>”“<”或“=”)。已知反應速率分別是正、逆反應的速率常數(shù),與反應溫度有關,x為物質的量分數(shù),則在時___________(保留3位小數(shù))。
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【題目】我國某科研團隊設計了一種新型能量存儲/轉化裝置(如下圖所示)。閉合K2、斷開K1時,制氫并儲能;斷開K2、閉合K1時,供電。下列說法錯誤的是
A.制氫時,溶液中K+向Pt電極移動
B.制氫時,X電極反應式為
C.供電時,Zn電極附近溶液的pH降低
D.供電時,裝置中的總反應為
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【題目】苯胺是重要的化工原料。某興趣小組在實驗室里進行苯胺的相關實驗。
已知:①和NH3相似,與鹽酸反應生成易溶于水的鹽
②用硝基苯制取苯胺的反應原理:+3Sn+12HCl+3SnCl4+4H2O
③有關物質的部分物理性質見下表:
I.比較苯胺與氨氣的性質
(1)將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近,產(chǎn)生白煙,反應的化學方程式為____;用苯胺代替濃氨水重復上述實驗,卻觀察不到白煙,原因是____。
Ⅱ.制備苯胺
往圖1所示裝置(夾持裝置略,下同)的冷凝管口分批加入20mL濃鹽酸(過量),置于熱水浴中回流20min,使硝基苯充分還原;冷卻后,往三頸燒瓶中滴入一定量50% NaOH溶液,至溶液呈堿性。
(2)冷凝管的進水口是____(填“a”或“b”);
(3)滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺,反應的離子方程式為____。
Ⅲ.提取苯胺
i.取出圖1所示裝置中的三頸燒瓶,改裝為圖2所示裝置。加熱裝置A產(chǎn)生水蒸氣,燒瓶C中收集到苯胺與水的混合物;分離混合物得到粗苯胺和水溶液。
ii.往所得水溶液中加入氯化鈉固體,使溶液達到飽和狀態(tài),再用乙醚萃取,得到乙醚萃取液。
iii.合并粗苯胺和乙醚萃取液,用NaOH固體干燥,蒸餾后得到苯胺2.79g。
(4)裝置B無需用到溫度計,理由是____。
(5)操作i中,為了分離混合物,取出燒瓶C前,應先打開止水夾d,再停止加熱,理由是____。
(6)該實驗中苯胺的產(chǎn)率為____。
(7)欲在不加熱條件下除去苯胺中的少量硝基苯雜質,簡述實驗方案:____。
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【題目】Ni常被鍍在金屬制品上以保護金屬不生銹。
(1)鍍鎳的方法有:方法Ⅰ: 電鍍鎳。以NiSO4為電鍍液。
①待鍍零件與電源___________相連。
方法Ⅱ:化學鍍。將待鍍零件浸泡在含有Ni2+和H2PO2-的溶液中,在酸性等條件下發(fā)生下述反應:
(a)____Ni2++____H2PO2-+_____→___Ni ++______H2PO3-+____,
(b)6H2PO2-+ 2H+= 2P+ 4H2PO3-+ 3H2↑
上述反應可在塑料鍍件表面沉積鎳—磷合金,從而達到化學鍍鎳的目的。
②寫出并配平反應式(a)。______________
(2)LiNiO2是一種前景很好的鋰離子電池正極材料。當溫度高于850℃時,LiNiO2會分解。工業(yè)上用Ni(OH)2與LiOH的混合物在空氣流中加熱到700~800℃制得 LiNiO2,該反應的化學方程式為________________,加熱溫度不宜過高的原因是________________________,工業(yè)上也可用LiNO3代替上述工藝中的LiOH,存在的缺點可能是____________。
(3)以廢舊二次電池為原料回收利用合成Ni(OH)2的工藝:
已知:酸浸后濾液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14;
①“氧化除錳”是將錳元素最終轉化為MnO2而除去,反應歷程如下:
i.5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;
ii._____________________________________(用離子方程式表示)。
②調(diào)pH=5操作時,已知溶液中Ni2+濃度為2.0mol/L,則“濾渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀?____________(列式計算,并使用必要的文字說明)。
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【題目】PET是目前世界上產(chǎn)量最大的聚酯類合成纖維,冬奧會比賽場館裝飾材料、礦泉水瓶、磁帶和膠卷的片基等都廣泛采用PET材料。以鹵代烴為原料合成PET的線路如下(反應中部分無機反應物及產(chǎn)物已省略)。已知RX2(R、R1代表烴基,X代表鹵素原子)是芳香族化合物,相對分子質量為175,其中X元素的質量分數(shù)為40.6%。
(1)RX2中苯環(huán)上有兩個取代基,且苯環(huán)上的一硝基取代物只有一種。則RX2的結構簡式為____________。
(2)1 mol C與足量碳酸氫鈉溶液反應可放出________L CO2(標準狀況下)。
(3)反應①的化學方程式為______________,其反應類型為________。從D到E,工業(yè)上一般通過兩步反應來完成。若此處從原子利用率為100%的角度考慮,由D與某種無機物一步合成E,該無機物的化學式為________________。
(4)C的同分異構體M具有:①M分子中,苯環(huán)上有三個取代基;②與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應;③與新制氫氧化銅懸濁液在加熱條件下反應;④在稀硫酸中能發(fā)生水解反應。同時符合上述條件的M的結構有________種。
(5)寫出合成PET的化學方程式:__________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】乙醇在化學反應中有如圖所示的共價鍵的斷裂方式,以下有關乙醇的反應中,其對應價鍵斷裂方式正確的是( )
A.Na與乙醇反應時斷裂的價鍵是e
B.在濃硫酸作用下加熱到170 ℃時斷裂的價鍵是ae
C.在催化劑作用下和氧氣反應時斷裂的價鍵是cd
D.在濃硫酸作用下加熱到140 ℃時斷裂的價鍵是be
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