【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。

H2C2O4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 ___。

H2OVSEPR模型為 ___;寫出與H2O互為等電子體的一種陰離子的化學式_______。

HCIH2O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 i.σ

(3)表中列出了核電荷數(shù)為2125的元素的最高正化合價:

元素名稱

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()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(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()21號元素,基態(tài)Sc2+失去兩個電子,其核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d1,sp、d能級分別含有13、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)H2C2O4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7σ鍵、2π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

H2OO原子的價層電子對數(shù),且含有兩個2個孤對電子,所以H2OVSPER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-;

HCl2H2O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、TiV、CrMn的外圍電子排布式為:3d14s2、3d24s23d34s2、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“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:

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【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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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cAg)>102mol·L1時,先沉淀

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回答下列問題:

1E中官能團的名稱為__________

2)反應③的反應類型為__________。

3)由CF生成G的化學方程式為______________________________。

4X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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【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_____(”);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),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 b. 熄滅酒精燈 c. 打開緩緩通入 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、m2m3的列式表示)。

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【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)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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【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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【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

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D.①②④的一氯代物分別為3種、3種、2

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【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-)=cNa+

B.該混合液pH=7

C.圖中x表示HAY表示OH-,Z表示H+

D.HA是強酸

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