【題目】著名化學家徐光憲在稀土化學等領(lǐng)域取得了卓越成就,被譽為“稀土界的袁隆平”。稀土元素包括鈧、釔和鑭系元素。請回答下列問題:
(1)寫出基態(tài)二價鈧離子(Sc2+)的核外電子排布式____,其中電子占據(jù)的軌道數(shù)為 ____。
(2)在用重量法測定鑭系元素和使鑭系元素分離時,總是使之先轉(zhuǎn)換成草酸鹽,然后經(jīng)過灼燒而得其氧化物,如2LnCl3+3H2C2O4+nH2O=Ln2(C2O4)3nH2O+6HCl。
①H2C2O4中碳原子的雜化軌道類型為____;1 mol H2C2O4分子中含σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為 ___。
②H2O的VSEPR模型為 ___;寫出與H2O互為等電子體的一種陰離子的化學式_______。
③HCI和H2O可以形成相對穩(wěn)定的水合氫離子鹽晶體,如HCl2H2O,HCl2H2O中含有H5O2+,結(jié)構(gòu)為,在該離子中,存在的作用力有___________
a.配位鍵 b.極性鍵 c.非極性鍵 d.離子鍵 e.金屬鍵 f氫鍵 g.范德華力 h.π鍵 i.σ鍵
(3)表中列出了核電荷數(shù)為21~25的元素的最高正化合價:
元素名稱 | 鈧 | 鈦 | 釩 | 鉻 | 錳 |
元素符號 | Sc | Ti | V | Cr | Mn |
核電荷數(shù) | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
最高正價 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 |
對比上述五種元素原子的核外電子排布與元素的最高正化合價,你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是___________
(4)PrO2(二氧化鐠)的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2相似,晶胞中Pr(鐠)原子位于面心和頂點。假設(shè)相距最近的Pr原子與O原子之間的距離為a pm,則該晶體的密度為_____gcm-3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,不必計算出結(jié)果)。
【答案】1s22s22p63s23p63d1 10 sp2雜化 7:2 四面體形 NH2- abfi 五種元素的最高正化合價數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最高能層s電子和次高能層d電子數(shù)目之和
【解析】
(1)Sc(鈧)為21號元素,1s22s22p63s23p63d14s2,據(jù)此寫出基態(tài)Sc2+核外電子排布式;s、p、d能級分別含有1、3、5個軌道,基態(tài)Sc2+的核外電子3d軌道只占了一個軌道,據(jù)此計算Sc2+占據(jù)的軌道數(shù);
(2)①根據(jù)雜化軌道理論進行分析;根據(jù)共價鍵的類型結(jié)合該分子的結(jié)構(gòu)進行分析計算;
②根據(jù)價層電子對互斥理論分析H2O的分子空間構(gòu)型;等電子體是原子數(shù)相同,電子數(shù)也相同的物質(zhì),據(jù)此寫出與之為等電子體的陰離子;
③HCl2H2O中含有H5O2+,結(jié)構(gòu)為,據(jù)此分析該粒子存在的作用力;
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),分別寫出Sc、Ti、V、Cr、Mn的外圍電子排布式為:3d14s2、3d24s2、3d34s2、3d54s1、3d54s2,則有五種元素的最高正化合價數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最高能層s電子和次高能層d電子數(shù)目之和;
(4)根據(jù)均攤法進行計算該晶胞中所含粒子的數(shù)目,根據(jù)密度=進行計算。
(1)Sc(鈧)為21號元素,基態(tài)Sc2+失去兩個電子,其核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d1,s、p、d能級分別含有1、3、5個軌道,但基態(tài)Sc2+的核外電子3d軌道只占了一個軌道,故共占據(jù)1×3+3×2+1=10個,故答案為:1s22s22p63s23p63d1;10;
(2)①H2C2O4的結(jié)構(gòu)式為,含碳氧雙鍵,則碳原子的雜化軌道類型為sp2雜化,分子中含有7個σ鍵、2個π鍵,所以σ鍵和π鍵數(shù)目之比為:7:2,故答案為:sp2雜化;7:2;
②H2O中O原子的價層電子對數(shù),且含有兩個2個孤對電子,所以H2O的VSPER模型為四面體形,分子空間構(gòu)型為V形,等電子體是原子數(shù)相同,電子數(shù)也相同的物質(zhì),因此,與H2O互為等電子體的陰離子可以是NH2-,故答案為:四面體形;NH2-;
③HCl2H2O中含有H5O2+,結(jié)構(gòu)為,存在的作用力有:配位鍵、極性鍵、氫鍵和σ鍵,故答案為:abfi;
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),分別寫出Sc、Ti、V、Cr、Mn的外圍電子排布式為:3d14s2、3d24s2、3d34s2、3d54s1、3d54s2,則有五種元素的最高正化合價數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最高能層s電子和次高能層d電子數(shù)目之和,故答案為:五種元素的最高正化合價數(shù)值等于各元素基態(tài)原子的最高能層s電子和次高能層d電子數(shù)目之和;
(4)由圖可知,相距最近的Pr原子和O原子之間的距離為該立方體晶胞的體對角線的,則該晶胞的晶胞參數(shù),每個晶胞中占有4個“PrO2”,則該晶胞的質(zhì)量為,根據(jù)可得,該晶體的密度為:,故答案為: 。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】溴化鈣可用作阻燃劑、制冷劑,具有易溶于水,易吸潮等性質(zhì)。實驗室用工業(yè)大理石(含有少量Al3+、Fe3+等雜質(zhì))制備溴化鈣的主要流程如下:
下列說法錯誤的是
A.已知步驟Ⅲ的濾液中不含NH4+,步驟II加入的試劑a是石灰水
B.步驟II控制溶液的pH約為8.0的主要目的是沉淀過量Ca2+
C.試劑b是氫溴酸,步驟IV的目的是除去過量的氫氧化鈣
D.步驟V所含的操作依次是蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】根據(jù)AgCl、Ag2CrO4的溶度積可得到下圖,測量溶液中Cl-的量,常使用AgNO3溶液滴定,Na2CrO4作指示劑。下列表述錯誤的是
A.由圖可知,Ag2CrO4的溶度積小于AgCl的溶度積
B.由圖可知,作Cl-的滴定指示劑時,Na2CrO4的濃度不能過大
C.由圖可知,只有當c(Ag+)>10-2mol·L-1時,先沉淀
D.不采用AgNO3溶液滴定測量溶液中I-的量,因為生成的AgI膠體會大量吸附I-,使滴定終點提前
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】有機物G的分子式為C11H12O3,核磁共振氫譜中有5組吸收峰,是制備負性光致抗蝕劑的原料之一,其合成路線如下:
回答下列問題:
(1)E中官能團的名稱為__________。
(2)反應③的反應類型為__________。
(3)由C和F生成G的化學方程式為______________________________。
(4)X分子比G少一個CH2原子團,同時滿足下列條件的X的結(jié)構(gòu)有__________種。
①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應
②能發(fā)生銀鏡反應,且1 mol X可生成4 mol Ag
③核磁共振氫譜中有5組吸收峰
(5)運用自己所學知識,寫出A→B的合成路線。_______________
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】為了探究鐵、銅及其化合物的性質(zhì),某同學設(shè)計并進行了下列兩組實驗。
實驗一:
(1)寫出在高溫加熱裝置中發(fā)生的反應的化學方程式___________
(2)虛線框處宜選擇的裝置是_____(填“甲”或“乙”);實驗時應先將螺旋狀銅絲加熱,變黑后再趁熱迅速伸入所制得的純凈氫氣中,觀察到的實驗現(xiàn)象是_________________。
(3)實驗后,為檢驗硬質(zhì)玻璃管中的固體是否含+3價的鐵元素,該同學取一定量的固體并用一定濃度的鹽酸溶解,滴加_________溶液(填試劑名稱或化學式),沒有出現(xiàn)血紅色,說明該固體中沒有+3價的鐵元素。請你判斷該同學的結(jié)論是否正確并說明理由________
實驗二:綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵,為測定綠礬中結(jié)晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)和,設(shè)為裝置A)稱重,記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱重,記為m2g,B為干燥管。按圖連接好裝置進行實驗。
實驗步驟如下:(1)_______,(2)點燃酒精燈,加熱,(3)________,(4)_______,(5)________,(6)稱量A,重復上述操作步驟,直至A恒重,記為m3g。
(4)請將下列實驗步驟的編號填寫在對應步驟的橫線上。
a. 關(guān)閉和 b. 熄滅酒精燈 c. 打開和緩緩通入 d. 冷卻至室溫
(5)必須要進行恒重操作的原因是_______________。
(6)已知在上述實驗條件下,綠礬受熱只是失去結(jié)晶水,硫酸亞鐵本身不會分解,根據(jù)實驗記錄,計算綠礬化學式中結(jié)晶水數(shù)目X=____________(用含m1、m2、m3的列式表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】環(huán)丁基甲酸是重要的有機合成中間體,如圖是用烯烴A和羧酸D合成環(huán)丁基甲酸的路線。
請回答下列問題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為____。
(2)B中官能團的名稱為____、____。
(3)B→C的反應類型為____。D→E的反應類型為__________
(4)C+E→F的化學方程式為________
(5)滿足下列條件的H的所有同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))共有____種,其中核磁共振氫譜有3組峰的結(jié)構(gòu)簡式為____。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色
②能與NaOH溶液反應
③能與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應
④不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)
(6)以和為原料,選用必要的無機試劑,寫出合成的路線________(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應條件)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某科研小組用鎳觸媒廢料(主要成分為Ni-Al合金,混有少量Fe、Cu、Zn及有機物) 制備NiO并回收金屬資源的流程如下所示:
已知:相關(guān)數(shù)據(jù)如表1和表2所示
表1部分難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)(25℃)
物質(zhì) | Ksp | 物質(zhì) | Ksp |
Fe(OH)3 | 4.0×10-38 | CuS | 6.3×10-34 |
Fe(OH)2 | 1.8×10-16 | ZnS | 1.6×10-24 |
Al(OH)3 | 1.0×10-33 | NiS | 3.2×10-18 |
Ni(OH)2 | 2.0×10-15 |
表2 原料價格表
物質(zhì) | 價格/(元噸-1) |
漂液(含25.2%NaClO) | 450 |
雙氧水(含30%H2O2) | 2400 |
燒堿(含98%NaOH) | 2100 |
純堿(含99.5%Na2CO3) | 600 |
請回答下列問題:
(1)“焙燒”的目的是________________________________。
(2)“試劑a”的名稱為__________________;選擇該試劑的理由是______。
(3)“氧化”時反應的離子方程式為__________________________________________。
(4)欲使溶液中Fe3+和A13+的濃度均小于等于1.0×10-6 mol L-1,需“調(diào)節(jié)pH”至少為_______________。
(5)“試劑b”應選擇__________,“加水煮沸”時,反應的化學方程式為_______________________________。
(6)氫鎳電池是一種應用廣泛的二次電池,放電時,該電池的總反應為NiOOH+MH=Ni(OH)2+M,當導線中流過2 mol電子時,理論上負極質(zhì)量減少__________g。充電時的陽極反應式為_______________________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】三位分別來自法國、美國、荷蘭的科學家因研究“分子機器的設(shè)計與合成”而獲得2016年諾貝爾化學獎。納米分子機器日益受到關(guān)注,機器的“車輪”常用組件如圖。下列說法不正確的是( )
A.①③均能發(fā)生加成反應
B.②④互為同分異構(gòu)體
C.①②③④均屬于烴
D.①②④的一氯代物分別為3種、3種、2種
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,0.2mol/L一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中部分微粒組分及濃度如圖所示,下列說法正確的是( )
A.該混合溶液中c(HA)+c(A-)=c(Na+)
B.該混合液pH=7
C.圖中x表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.HA是強酸
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