Question

【題目】工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3 ，含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)重鉻酸鈉Na2Cr2O7·2H2O，其流程如下：

查閱資料得知:

①常溫下，NaBiO3難溶于水，有強(qiáng)氧化性。

②常溫下，Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 lg2.5=0.4

③物質(zhì)溶解度曲線如圖所示。

回答下列問題：

(1)Na2Cr2O7·2H2O鉻的價(jià)態(tài)是____，H2O2的電子式為__________。

(2)NaBiO3的作用__________。

(3)濾渣D的成分是__________。

(4)操作a的名稱是________、__________。

（5）電鍍廠產(chǎn)生的鍍銅廢水中往往含有一定量的Cr2O72-。處理該廢水的流程為：

①流程中，Na2S2O3參與反應(yīng)的的離子方程式__________。

②a＝_______，Cr3+已沉淀完全［此時(shí)c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］；若pH>a時(shí)，Cr(OH)3開始溶解，溶解時(shí)的離子方程式為_______。

【答案】 +6 作氧化劑，氧化Cr3+ Al(OH)3 蒸發(fā)結(jié)晶 趁熱過濾 3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O 5.6 Cr(OH)3 + OH- = CrO2-+ 2H2O或Cr(OH)3 + OH - = Cr(OH)4-

【解析】(1)Na2Cr2O7·2H2O中鈉的化合價(jià)為+1價(jià)，氧的化合價(jià)為-2價(jià)，氫的化合價(jià)為+1價(jià)，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0可推出鉻的價(jià)態(tài)為+6價(jià)，H2O2的電子式為；(2)根據(jù)已知條件可知，NaBiO3有強(qiáng)氧化性，其作用為作氧化劑，氧化Cr3+；(3)溶液C中加入過量NaBiO3和適量氫氧化鈉后溶液pH增大，Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀，故濾渣D的成分是Al(OH)3；(4) Na2Cr2O7、Na2SO4混合溶液通過操作a后得到Na2SO4固體和溶液E，溶液E主要含有Na2Cr2O7，故操作a是將溶解度隨溫度變化情況不同的兩溶質(zhì)從溶液中分離，根據(jù)圖中溶解度曲線可知，其名稱是蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾；（5）①流程中，含Cr2O72-的廢水中加入Na2S2O3溶液轉(zhuǎn)化為含的Cr3+廢水，發(fā)生反應(yīng)的的離子方程式為：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O；②Cr3+已沉淀完全［此時(shí)c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］時(shí)， Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH-)=1×10-5mol·L-1×c3(OH-)=6.4×10-31，則c3(OH-)==6.4×10-26，c(OH-)=4.0×10-9，c(H+)===2.5×10-6，pH=-lgc(H+)=5.6，故a＝5.6；若pH>a時(shí)，Cr(OH)3開始溶解，溶解時(shí)的離子方程式為Cr(OH)3 + OH- = CrO2-+ 2H2O或Cr(OH)3 + OH - = Cr(OH)4-。

【題型】綜合題
【結(jié)束】
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【題目】【化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】銅、硼、硅、砷等元素的化合物是制造新型激光武器和新型太陽(yáng)能電池的重要材料�；卮鹣铝袉栴}：

（1）基態(tài)硅（2814Si）原子中，電子占據(jù)的最高能層的軌道數(shù)有______個(gè)。

（2）已知：藍(lán)色晶體（CuSO4·5H2O） 天藍(lán)色溶液 深藍(lán)色溶液深藍(lán)色晶體

①藍(lán)色晶體中陰離子的空間構(gòu)型是_________；

②天藍(lán)色溶液中的陽(yáng)離子是_____，其配體中心原子的雜化軌道類型是________；

③24.6g深藍(lán)色晶體（其摩爾質(zhì)量為246g.mol-1）中配離子含有的σ鍵數(shù)是_____；

④實(shí)驗(yàn)測(cè)得無(wú)水乙醇易溶于水，其原因是______________。

（3）砷化鎵是具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)為1230℃，是優(yōu)良的第三代半導(dǎo)體材料。

①砷化鎵屬于________晶體。已知氮化硼與砷化鎵屬于同種晶體類型。則兩種晶體熔點(diǎn)較高的是_____（填化學(xué)式），其理由是_________。上述兩種晶體中的四種元素電負(fù)性最小的是_______（填元素符號(hào)）。

②砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。其晶胞邊長(zhǎng)為a pm，密度為_______g.cm-3。（砷化鎵的摩爾質(zhì)量為M g.mol-1，阿伏伽德羅常數(shù)為NA）

Answer 1

【答案】 9 四面體 [Cu(H2O)4]2+ sp3 1.6NA 乙醇分子與水分子間存在氫鍵，乙醇分子和水分子都是極性分子 原子晶體 BN 二者均為原子晶體，B、N間的鍵長(zhǎng)比Ga、As的鍵長(zhǎng)短，鍵能大 Ga 4Mx1030/a3NA

【解析】（1）基態(tài)硅（2814Si）原子核外電子數(shù)為14，基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p63s23p2，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，該能層具有的原子軌道數(shù)為1+3+5=9；（2）①藍(lán)色晶體CuSO4·5H2O中陰離子SO42-，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，SO42-中中心原子S的價(jià)層電子對(duì)為=4，孤電子對(duì)數(shù)為=0，不含孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型是正四面體結(jié)構(gòu)；②藍(lán)色晶體溶于水得到天藍(lán)色溶液中的陽(yáng)離子是[Cu(H2O)4]2+；其配體H2O中心原子O原子雜化軌道數(shù)為=4，，采取sp3雜化方式；③每個(gè)配離子[Cu(NH3)4]2+含有的σ鍵數(shù)是3×4+4=16，故24.6g深藍(lán)色晶體{[Cu(NH3)4]SO4H2O }為0.1mol，其中配離子[Cu(NH3)4]2+含有的σ鍵數(shù)是0.1mol×16×NA mol-1=1.6NA；④乙醇分子與水分子間存在氫鍵，乙醇分子和水分子都是極性分子，故無(wú)水乙醇易溶于水；（3）①砷化鎵是具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)為1230℃，是優(yōu)良的第三代半導(dǎo)體材料，與晶體硅相似，故砷化鎵屬于原子晶體；氮化硼與砷化鎵都屬于原子晶體，B、N間的鍵長(zhǎng)比Ga、As的鍵長(zhǎng)短，鍵能大，故BN晶體熔點(diǎn)較高；非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越強(qiáng)，則B、N、Ga、As四種元素電負(fù)性最小的Ga；②一個(gè)晶胞中含有As 8×+6×=4個(gè)，Ga在內(nèi)部，共4個(gè)，即一個(gè)晶胞中含有4個(gè)砷化鎵，其晶胞邊長(zhǎng)為apm=a×10-10cm，V=a3×10-30cm3，密度為=。