【題目】磷的單質(zhì)和化合物在科研與生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題:
(1)白磷是磷的一種單質(zhì),其分子結(jié)構(gòu)如圖所示,則一個分子中有____對成鍵電子對和____對孤電子對。
(2)N和P都有+5價,PCl5能形成離子型晶體,晶格中含有[PCl4]+和[PCl6]-,則[PCl4]+空間構(gòu)型為_______。但NCl5不存在,其原因是________________________;
(3)電負性比較:P_____S(填“>”“=”“<”);而P的第一電離能比S大的原因是______。
(4)復雜磷酸鹽有直鏈多磷酸鹽(如圖b)和環(huán)狀偏磷酸鹽(如圖c)。其酸根陰離子都是由磷氧四面體(圖a)通過共用氧原子連接而成。
直鏈多磷酸鹽的酸根離子(圖b)中,磷原子和氧原子的原子個數(shù)比為n:_______;含3個磷原子的環(huán)狀偏磷酸鹽的酸根離子(圖c)的化學式為________。
(5)磷化鎵(GaP)材料是研制微電子器件、光電子器件的新型半導體材料。GaP的晶體結(jié)構(gòu)是閃鋅礦型結(jié)構(gòu)(如圖所示),晶胞參數(shù)apm。
①與Ga緊鄰的P個數(shù)為________。
②GaP晶體的密度為(列出計算式)______g·cm-3(NA為阿伏加德羅常數(shù))。
【答案】64正四面體形N原子最外層沒有d軌道<P原子的3p3為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定3n+1P3O93-4
【解析】
(1)根據(jù)白磷分子結(jié)構(gòu)可知,P原子最外層電子數(shù)為5,4個磷原子形成正四面體結(jié)構(gòu)的白磷分子,則一個分子中有6對成鍵電子對和4對孤電子對;(2)PCl4+中P原子含有的孤對電子對數(shù)==0,即不存在孤對電子,由于磷原子的價層電子對數(shù)是4,所以空間構(gòu)型是正四面體;P原子半徑比N原子大且有可以利用的3d空軌道采取sp3d雜化P原子周圍可容納較多的配位體形成較高配位數(shù)的化合物;N原子半徑小沒有可以利用的3d空軌道配位數(shù)只能達到4因此PCI5存在但NCl5不存在;(3)元素非金屬性越強電負性越大,故電負性比較:P<S;P原子的3p3為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,故P的第一電離能比S大;(4)由圖可知,直鏈多磷酸鹽的酸根離子(圖b)中,每個磷原子占有兩個氧原子,另有兩個氧原子與另一個磷原子共用占一半,最后首尾兩個氧原子各一半為整個分子的,故磷原子和氧原子的原子個數(shù)比為n:3n+1;由圖可知,含3個磷原子的環(huán)狀偏磷酸鹽的酸根離子(圖c)中含有3個P原子、9個氧原子,根據(jù)磷的化合價為+5價,氧的化合從為-2價可知其化學式為P3O93-;(5)①與Ga緊鄰的P成正四面體結(jié)構(gòu),與Ga緊鄰的P的個數(shù)為4;②根據(jù)均攤法,GaP晶體中Ga原子個數(shù)為,P原子個數(shù)為4,GaP晶體的密度為g·cm-3= g·cm-3。
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【題目】用吸附了氫氣的納米碳管等材料制作的二次電池的原理如圖所示.下列說法正確的是( )
A. 放電時,OH﹣向鎳電極作定向移動
B. 放電時,負極的電極反應為:H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O
C. 充電時,將電池的碳電極與外電源的正極相連
D. 充電時,陰極的電極反應為:Ni(OH)2+OH﹣﹣e﹣═NiO(OH)+H2O
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【題目】水溶液能大量共存的一組離子是( )
A.Na+、Al3+、Cl-、OH-
B.H+、K+、SO42-、CO32-
C.K+、Ba2+、Cl-、NO3-
D.Na+、NH4+、SO42-、OH-
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【題目】以柏林綠Fe[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池,其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是
A. 放電時,正極反應為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]
B. 充電時,Mo(鉬)箔接電源的負極
C. 充電時,Na+通過交換膜從左室移向右室
D. 外電路中通過0.2mol電子的電量時,負極質(zhì)量變化為2.4g
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【題目】化學與生活、生產(chǎn)、環(huán)境等社會實際密切相關.下列敘述正確的是( 。
A. 稀的食鹽水能殺死H7N9禽流感病毒
B. 滌綸、塑料、光導纖維都是有機高分子材料
C. 用電鍍廠的廢水直接灌溉農(nóng)田,可提高水的利用率
D. 外形似海綿、密度小、有磁性的碳與石墨互為同素異形體
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【題目】如圖是鐵與水蒸氣反應的實驗裝置。在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨(石棉絨是耐高溫材料,與水、鐵不反應)的混合物,加熱,并通入水蒸氣,就可以完成高溫下鐵與水蒸氣反應的實驗。
(1)已知該實驗反應的反應方程式為:Fe+H2OFe3O4+H2(請配平)____。
(2)儀器a的名稱是________。
(3)某同學為了研究一定時間內(nèi)鐵粉的轉(zhuǎn)化率,設計了如下實驗:準確稱量一定質(zhì)量的鐵粉進行反應,測量反應后生成氣體的體積,計算鐵粉的轉(zhuǎn)化率。
①該同學應該先點燃___(填“A”或“B”)處的酒精燈(或酒精噴燈),測量氣體體積不可以選用上圖中___(填“甲”“乙”或“丙”)裝置。
②稱取5.6 g鐵粉與適量石棉絨混合,然后加熱反應一段時間。若測出的氣體體積在標準狀況下為0.448 L,則鐵粉的轉(zhuǎn)化率為___。()
(4)將硬質(zhì)玻璃管中反應后的固體混合物全部取出置于燒杯中,加入足量的鹽酸溶解并過濾,為探究反應后溶液中可能的陽離子,小林同學進行如下實驗,請你將下表補充完整:
步驟 | 現(xiàn)象 | 解釋(用離子方程式表示) | 結(jié)論 |
Ⅰ.取樣,滴加KSCN溶液 | 溶液不變紅色 | ①Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O ②____________ | Ⅲ.反應后的溶液中陽離子為_______ |
Ⅱ.取樣,滴加NaOH溶液 | 剛開始無明顯現(xiàn)象,一段時間后先出現(xiàn)____色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)?/span>______色 | ①____________ ②Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓ ③4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 |
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【題目】黃銅礦(主要成分CuFeS2)是提取Cu的主要原料。
已知:2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(Ⅰ)
產(chǎn)物Cu2S在1200 ℃高溫下繼續(xù)反應:2Cu2S+3O2==2Cu2O+2SO2 (Ⅱ)
2Cu2O+Cu2S==6Cu +SO2↑ (Ⅲ)
假定各步反應都完全。則下列說法正確的是
A. 反應Ⅰ中CuFeS2僅作還原劑
B. 取12.5g黃銅礦樣品,經(jīng)測定含3.60g硫,則礦樣中CuFeS2質(zhì)量分數(shù)一定為82.8%
C. 由6molCuFeS2生成6molCu消耗O2的物質(zhì)的量為14.25mol
D. 6molCuFeS2和15.75molO2反應,理論上可得到銅的物質(zhì)的量為3mol
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【題目】硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)又稱海波,呈無色透明狀,易溶于水,不溶于乙醇,常用作棉織物漂白后的脫氯劑、定量分析中的還原劑。
Ⅰ. Na2S2O3·5H2O的制備
Na2S2O3·5H2O的制備方法有多種,其中亞硫酸鈉法是工業(yè)和實驗室中的主要方法:
Na2SO3+S+5H2ONa2S2O3·5H2O
制備過程如下:
①稱取12.6gNa2SO3于100mL燒杯中,加50mL去離子水攪拌溶解。
②另取4.0g硫粉于200mL燒杯中,加6mL乙醇充分攪拌均勻?qū)⑵錆櫇,再加入Na2SO3溶液,隔石棉網(wǎng)小火加熱煮沸,不斷攪拌至硫粉幾乎全部反應。
③停止加熱,待溶液稍冷卻后加2g活性炭,加熱煮沸2分鐘(脫色)。
④趁熱過濾,得濾液至蒸發(fā)皿中,_________________、____________________。
⑤過濾、洗滌,用濾紙吸干后,稱重,計算產(chǎn)率。
(1)加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是____________________________。
(2)步驟④趁熱過濾的原因_____________________,空格處應采取的操作是_________________、____________________。
(3)步驟⑤洗滌過程中,為防止有部分產(chǎn)品損失,應選用的試劑為__________________________。
(4)濾液中除Na2S2O3 和未反應完全的Na2SO3外,最可能存在的無機雜質(zhì)是________________,生成該雜質(zhì)的原因可能是____________________________。
Ⅱ.產(chǎn)品純度的測定
準確稱取1.00g產(chǎn)品(硫代硫酸鈉晶體的摩爾質(zhì)量為248g/mol),用適量蒸餾水溶解,以淀粉作指示劑,用0.1000mol/LI2的標準溶液滴定,反應的離子方程式為:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-,記錄數(shù)據(jù)如下:
滴定次數(shù) | 滴定前讀數(shù)(mL) | 滴定后讀數(shù)(mL) |
1 | 0.30 | 21.32 |
2 | 0.36 | 22.56 |
3 | 0.10 | 21.08 |
(5)計算所得產(chǎn)品的純度為___________(保留三位有效數(shù)字),該數(shù)據(jù)的合理解釋可能是__________(不考慮實驗操作引起的誤差)。
Ⅲ.產(chǎn)品的應用
(6)Na2S2O3 常用于脫氯劑,在溶液中易被Cl2 氧化為SO42-,該反應的離子方程式為 _____________________________。
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【題目】在生物體內(nèi)含量極少,但對維持生物體正常生命活動必不可少的元素有( )
A. Fe、Mn、Zn、Mg B. Zn、Cu、Mg、Ca
C. Zn、Cu、B、Mn D. Mg、Mn、Cu、Mo
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