【題目】鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬,其常見的化合物有鈣鈦礦、硫酸氧鈦(TiOSO4)、鈦酸(H2TiO3)、二氧化鈦(TiO2)、四氯化鈦(TiCl4)等,回答下列問題:
(1)基態(tài)鈦原子的價層電子排布式為______,金屬鈦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其堆積方式名稱為______。
(2)硫酸氧鈦的陽離子為TiO2+,其陰離子的VSEPR模型名稱為______。TiOSO4在水溶液中不穩(wěn)定,易生成鈦酸沉淀,該反應(yīng)化學方程式為______。
(3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑,其催化的一個實例如圖:
化合物乙種C、N、O元素的第一電離能由大到小的順序為______;衔锛椎姆悬c低于化合物乙的沸點,主要原因是______。
(4)已知TiCl4在通常情況下是無色液體,熔點為-37℃,沸點為136℃,由此可知TiCl4為______晶體。將TiCl4加入鹽酸中,經(jīng)處理可得到一種配位數(shù)為6的綠色晶體TiCl36H2O,1mol該晶體恰好與含2molAgNO3的溶液反應(yīng)得到白色沉淀,則該綠色晶體中配離子的化學式為______。
(5)鈣鈦礦的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。Ti位于立方晶胞的頂點,每個Ti被6個O包圍成配位八面體,Ca位于立方晶胞的體心,與Ca距離最近的O有______個;若Ca與Ti的最近核間距為apm,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,則此鈣鈦礦的密度為______gcm-3.(列出計算式即可)
【答案】3d24s2 六方最密堆積 正四面體 TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4 N>O>C 化合物乙分子間存在氫鍵 分子 [TiCl(H2O)5]2+ 12 g/cm3或g/cm3
【解析】
(1)鈦元素屬于過渡元素,價層電子包括最外層電子數(shù)和次外層d能級上;根據(jù)金屬晶體堆積模型進行分析判斷;
(2)VSEPR模型的判斷是σ鍵與孤電子對數(shù)的和,根據(jù)信息完成即可;
(3)同周期從左向右第一電離能逐漸增大,且IIA>IIIA、VA>VIA,據(jù)此分析;都屬于分子晶體,先看有沒有氫鍵,若沒有氫鍵,從相對分子質(zhì)量的角度進行分析;
(4)從晶體類型的物理性質(zhì)上分析TiCl4屬于哪種晶體;根據(jù)配合物的結(jié)構(gòu)進行分析;
(5)根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)和均攤法進行分析;
(1)鈦元素位于第四周期IVB族,價層電子包括次外層d能級和最外層電子數(shù),即Ti的價層電子排布式3d24s2;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),鈦的堆積方式為六方最密堆積;
(2)硫酸氧鈦的陰離子為SO42-,價層電子對數(shù)=4+=0,VSEPR模型為正四面體;鈦酸的化學式為H2TiO3,因此反應(yīng)方程式為TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4;
(3) 同周期從左向右第一電離能逐漸增大,且IIA>IIIA、VA>VIA,三種元素的第一電離能由大到小順序是N>O>C;化合物乙中-NH2能形成分子間氫鍵,化合物甲不能形成分子間氫鍵,因此化合物乙的高于化合物甲的沸點;
(4)TiCl4的熔點為-37℃,沸點為136℃,熔沸點較低,所以TiCl4為分子晶體;1mol該晶體恰好與含2molAgNO3溶液生成白色沉淀,說明1mol該物質(zhì)中有1molCl與Ti形成配位鍵,Ti的配位數(shù)為6,則該配離子為[TiCl(H2O)5]2+;
(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),每條邊長的中點是一個氧原子,共12個氧原子,該晶胞中Ca原子個數(shù)是1,Ti原子個數(shù)為=1,氧原子的個數(shù)為=3,其化學式為CaTiO3,Ca與Ti最近的核間距為apm,則體對角線的距離為2apm,根據(jù)勾股定理,晶胞的邊長為pm,晶胞質(zhì)量為,根據(jù)密度的定義,鈣鈦礦的密度為或 g/cm3或g/cm3。
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【題目】實驗室用如圖所示的裝置蒸餾海水,下列說法正確的是
A.蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的作用是防止暴沸
B.實驗時冷卻水應(yīng)從a進入,從b流出.
C.錐形瓶中能收集到高濃度的氯化鈉溶液
D.該裝置可用于分離海水中的NaCl和MgCl2
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【題目】汽車劇烈碰撞時,安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑,若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75 mol,則下列判斷正確的是( )
A.生成42.0 L N2(標準狀況)B.有0.250 mol KNO3被氧化
C.轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2.5 molD.被氧化的N原子的物質(zhì)的量為3.75 mol
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【題目】(1)25℃時,濃度為0.1mol·L-1的5種溶液:①HCl;②CH3COOH;③Ba(OH)2;④Na2CO3;⑤KCl,溶液pH由小到大的順序為___(填編號)。
(2)MgCl2·6H2O制無水MgCl2要在___氣流中加熱。
(3)普通泡沫滅火器內(nèi)的玻璃筒里﹣盛硫酸鋁溶液,鐵筒里﹣盛碳酸氫鈉溶液,其化學反應(yīng)的原理是___(用離子方程式表示)。
(4)常溫下,若1體積的硫酸與2體積pH=11的氫氧化鈉溶液混合后的溶液的pH=3(混合后體積變化不計),則二者物質(zhì)的量濃度之比為___。
(5)常溫下,0.1mol/LHA溶液與0.1mol/LNaOH溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化),測得混合溶液的pH=8,則c(Na+)-c(A-)=___mol/L(填精確計算結(jié)果的具體數(shù)字)。
(6)為證明鹽的水解是吸熱的,三位同學分別設(shè)計了如下方案,其中正確的是___(填序號)。
a.甲同學:將硝酸銨晶體溶于水,水溫降低,說明鹽類水解是吸熱的
b.乙同學:在氨水中加入氯化銨固體,溶液的pH變小,說明鹽類水解是吸熱的
c.丙同學:在醋酸鈉溶液中滴加2滴酚酞試劑,加熱后紅色加深,說明鹽類水解是吸熱的
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【題目】25℃時,用0.1000mol/LBOH溶液滴定20mL 0.1000mol/L一元酸HA溶液,其滴定曲線如右圖所示。下列說法正確的是
A. HA的電離平衡常數(shù)Ka為1×10-14
B. 滴定時應(yīng)選擇甲基橙作指示劑
C. 當?shù)稳隑OH溶液20 mL時,溶液中:c( B+)=c(A-) > c(OH- ) = c(H+)
D. 當?shù)稳隑OH溶液10 mL時,溶液中:c(A-)> c(B+)> c(H+)> c( OH- )
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【題目】除去下列物質(zhì)中所含少量雜質(zhì)的方法正確的是( )
選項 | 物質(zhì) | 雜質(zhì) | 試劑 | 提純方法 |
A | 苯 | 甲苯 | 酸性高錳酸鉀溶液和溶液 | 分液 |
B | 苯 | 苯酚 | 濃溴水 | 過濾 |
C | 乙醛 | 乙酸 | 溶液 | 分液 |
D | 乙烷 | 乙烯 | 氫氣 | 催化劑、加熱 |
A.AB.BC.CD.D
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【題目】三氯氧磷(POCl3)是一種工業(yè)化工原料,可用于制取有機磷農(nóng)藥、長效磺胺藥物等,還可用作染料中間體、有機合成的氯化劑和催化劑、阻燃劑等。利用O2和PCl3為原料可制備三氯氧磷,其制備裝置如圖所示(夾持裝置略去):
已知PCl3和三氯氧磷的性質(zhì)如表:
熔點/℃ | 沸點/℃ | 其他物理或化學性質(zhì) | |
PCl3 | -112.0 | 76.0 | PCl3和POCl3互溶,均為無色液體,遇水均劇烈水解,發(fā)生復分解反應(yīng)生成磷的含氧酸和HCl |
POCl3 | 1.25 | 106.0 |
(1)裝置A中的分液漏斗能否用長頸漏斗代替?做出判斷并分析原因:_______
(2)裝置B的作用是______________(填標號)。
a.氣體除雜 b.加注濃硫酸 c.觀察氣體流出速度 d.調(diào)節(jié)氣壓
(3)儀器丙的名稱是___________,實驗過程中儀器丁的進水口為__________(填“a”或“b”)口。
(4)寫出裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式_______,該裝置中用溫度計控制溫度為60~65 ℃,原因是________。
(5)稱取16.73 g POCl3樣品,配制成100 mL溶液;取10.00 mL溶液于錐形瓶中,加入3.2 mol·L-1的AgNO3溶液10.00 mL,并往錐形瓶中滴入5滴Fe2(SO4)3溶液;用0.20 mol·L-1的KSCN溶液滴定,達到滴定終點時消耗KSCN溶液10.00 mL(已知:Ag++SCN-=AgSCN↓)。則加入Fe2(SO4)3溶液的作用是________,樣品中POCl3的純度為_____________。
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【題目】最近一個科學硏究小組創(chuàng)建了一種通過連續(xù)電解將能量儲存為化學能的裝置。在氧化釔基質(zhì)的陽極和二氧化鈦涂覆的鈦陰極之間是可通過H+的固體聚合物電解質(zhì)。其結(jié)構(gòu)如圖所示,則下列說法正確的是
A. 電源的b極為負極
B. 在能量轉(zhuǎn)換過程中,固體電解質(zhì)中H+由陰極向陽極移動
C. 陰極電極反應(yīng)式為:OX + 4H+ + 4e﹣═ GC + H2O
D. 為增強陽極電解液導電性,可在水中添加適量NaCl
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【題目】環(huán)丙叉環(huán)丙烷(A)的結(jié)構(gòu)特殊,根據(jù)如下轉(zhuǎn)化判斷下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)①、②分別是加成反應(yīng)和消去反應(yīng)
B.有機物A 的二氯代物有 4 種(不考慮立體異構(gòu))
C.有機物 B 的所有原子都在一個平面內(nèi)
D.有機物C 的同分異構(gòu)體中,同時含有苯環(huán)和羥基的有 5 種
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