【題目】鉆藍(含Co、Al、O三種元素)是一種帶綠光的藍色顏料。固相法是制備鈷藍顏料方法之一,即將鈷、鋁的氧化物(或是兩者的氫氧化物)按一定比例負載于石墨烯上,然后在馬弗爐中高溫灼燒、冷卻、研磨;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)鈷原子核外電子排布式為[Ar]__。
(2)下列O原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低的是__(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)已知Co的活潑性與Fe相近,Co、Al、O的電負性從大到小的順序為__。
(4)石墨烯的結構如圖甲所示。
①每個石墨烯分子中,C(如圖中1位置處)可形成σ鍵的個數為__,其雜化類型為___。
②C原子在形成化合物時,其鍵型以共價鍵為主,原因是__。
(5)鈷藍晶胞結構如圖乙所示,其立方晶胞由4個I型和4個II型小立方體構成。
①鈷藍的化學式為__。
②已知NA為阿伏加德羅常數的值,鈷藍晶體的密度為__g·cm-3(列計算式即可)。
【答案】3d74s2 A O>Co>Al 1.5 sp2 C有四個價電子且半徑小,難以通過得失電子達到穩(wěn)定結構 CoAl2O4
【解析】
(1)根據構造原理寫出基態(tài)鈷原子的核外電子排布式;
(2)原子核外電子排布中,電子所占的軌道能級越低,低能級軌道上電子數目越多,該原子能量越低;
(3)一般非金屬元素的電負性大于金屬元素的電負性,金屬性越強,電負性越;
(4)①利用均攤法計算,根據雜化軌道理論分析C原子的雜化方式;
②根據C原子的價電子排布以及原子結構分析;
(5)①先以I型和II型合起來的長方體為重復單元,計算該重復單元中Co、Al、O原子個數,再計算晶胞內Co、Al、O個數,進而化簡為最簡整數比,得到化學式;
②先計算該晶胞體積、和晶胞質量,進而計算鈷藍晶體的密度。
(1)鈷原子為27號元素,根據構造原理,可寫出基態(tài)鈷原子的核外電子排布式為[Ar]3d74s2,故答案為:3d74s2;
(2)原子核外電子排布中,如果電子所占的軌道能級越低,該原子能量越低,低能級軌道上電子數目越多,該原子能量越低,能級的能量高低順序是1s<2s<2p,其中核外電子按照構造原理排布時,原子處于基態(tài),能量最低,A項排布是按照構造原理進行的,因此能量最低,故答案為:A;
(3)已知Co的活潑性與Fe相近,則Co的金屬性弱于Al,相反,Co的電負性比Al的電負性大,一般非金屬元素的電負性大于金屬元素的電負性,則三者的電負性從大到小的順序為O>Co>Al,故答案為:O>Co>Al;
(4)①根據石墨烯的結構圖,利用均攤法可知,每個石墨烯分子中,C原子可形成σ鍵的個數為,石墨烯是一種由單層碳原子構成的平面結構,碳原子的雜化類型為sp2,故答案為:1.5;sp2;
②由于C有四個價電子且半徑小,難以通過得失電子達到穩(wěn)定結構,則C原子在形成化合物時,其鍵型以共價鍵為主,故答案為:C有四個價電子且半徑小,難以通過得失電子達到穩(wěn)定結構;
(5)①以I型和II型合起來的長方體為重復單元,該重復單元中Co原子個數=個,同時含有4個Al和8個O,晶胞內有4個I型和II型合起來的長方體,因而晶胞內總計有8個Co、16個Al和32個O,則Co、Al、O個數比為8:16:32=1:2:4,化學式為CoAl2O4,故答案為:CoAl2O4;
②該晶胞體積=(2a×107cm)3,晶胞相當于有8個“CoAl2O4”,故晶胞質量=,故鈷藍晶體的密度g/cm3,故答案為:。
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【題目】實驗室制備少量乙酸乙酯的裝置如圖所示。下列有關該實驗說法正確的是
A.乙酸乙酯的沸點小于100℃
B.反應前,試管甲中先加入濃硫酸,后加入適量冰酸醋和乙醇
C.試管乙中應盛放NaOH濃溶液
D.實驗結束后,將試管乙中混合液進行蒸發(fā)結晶可得到乙酸乙酯
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【題目】丁苯酞(J)是治療輕、中度急性腦缺血的藥物,合成J的一種路線如下:
已知:①R-Br
②E的核磁共振氫譜只有一組峰;
③C能發(fā)生銀鏡反應;
④J是一種酯,分子中除苯環(huán)外還含有一個五元環(huán)。
回答下列問題:
(1)由A生成B的化學方程式為__________,其反應類型為__________;
(2)D的化學名稱是__________,由D生成E的化學方程式為__________;
(3)J的結構簡式為__________;
(4)G的同分異構體中核磁共振氫譜有4組峰且能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應的結構簡式__________(寫出一種即可);
(5)由甲醛和化合物A經下列步驟可得到2—苯基乙醇:A KL。反應條件1為__________;反應條件2所選擇的試劑為__________;L的結構簡式為__________。
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【題目】如圖是用一種新型鋰電池電解處理含NH4+的工業(yè)廢水的裝置圖。處理過程中,NH4+轉化為可參與大氣循環(huán)的氣體。下列說法正確的是( )
A.廢水處理過程中,Y電極上發(fā)生氧化反應
B.廢水處理過程中,X電極附近溶液酸性減弱
C.廢水處理過程中,W電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O
D.若消耗7gLi則質子交換膜左側電解質溶液減少g
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【題目】炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl),不久便會因被腐蝕而出現紅褐色銹斑。腐蝕原理如圖所示,下列說法正確的是
A. 腐蝕過程中,負極是C
B. Fe失去電子經電解質溶液轉移給C
C. 正極的電極反應式為4OH―-4e-==2H2O+O2↑
D. C是正極,O2在C表面上發(fā)生還原反應
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【題目】如圖為以Pt為電極的氫氧燃料電池的工作原理示意圖,稀H2SO4溶液為電解質溶液。下列有關說法不正確的是
A. a極為負極,電子由a極經外電路流向b極
B. a極的電極反應式:H2-2e-===2H+
C. 電池工作一段時間后,裝置中c(H2SO4)增大
D. 若將H2改為CH4,消耗等物質的量的CH4時,O2的用量增多
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【題目】常溫下,向100mL0.01mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.02mol·L-1MOH溶液,圖中所示曲線表示混合溶液的pH變化情況(體積變化忽略不計);卮鹣铝袉栴}:
(1)由圖中信息可知HA為________(填“強”或“弱”)酸,MOH為_________(填“強”或“弱”)堿。
(2)常溫下一定濃度的MA稀溶液的pH=a,則a______(填“>”“<”或“=”)7,用離子方程式表示其原因:__________________,此時溶液中由水電離出的c(OH-)=____________。
(3)K點對應的溶液中,c(M+)+c(MOH)________(填“>”“<”或“=”)2c(A-),溶液中離子濃度的大小關系:__________________________。
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【題目】金屬鈦(Ti)是一種具有許多優(yōu)良性能的金屬,鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料。
(1)Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料。
①Ti2+基態(tài)電子排布式可表示為_____。
②與BH4-互為等電子體的陽離子的化學式為_____。
③H、B、Ti原子的第一電離能由小到大的順序為_____。
(2)二氧化鈦(TiO2)是常用的、具有較高催化活性和穩(wěn)定性的光催化劑,常用于污水處理。納米TiO2催化的一個實例如圖所示。
化合物乙的分子中采取sp3雜化方式的原子個數為_____。
(3)水溶液中并沒有[Ti(H2O)6)]4+離子,而是[Ti(OH)2(H2O)4]2+離子,1mol[Ti(OH)2(H2O)4]2+中σ鍵的數目為____。
(4)氮化鈦(TiN)具有典型的NaCl型結構,某碳氮化鈦化合物,結構是用碳原子取代氮化鈦晶胞(結構如圖)頂點的氮原子,則此碳氮化鈦化合物的化學式是_____。
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【題目】硼、硅、硒等元素及其化合物用途廣泛。請回答下列問題:
(1)基態(tài)硒原子的價電子排布式為_______;SeO2常溫下為白色晶體,熔點為340~350℃,315℃時升華,則SeO2固體為________晶體。
(2)在硼、硅、硒的氣態(tài)氫化物中,其立體構型為正四面體的是_______(填化學式),在硅的氫化物中共用電子對偏向氫元素,氫氣與硒反應時單質硒是氧化劑,則硒與硅的電負性大小為Se_____Si(填“>”或“<”)。
(3)在周期表的第二周期中,第一電離能介于硼元素和氮元素之間的元素有_____種。
(4)硼元素具有缺電子性(價電子數少于價層軌道數),其化合物可與具有孤對電子的分子或離子生成配合物,如BF3能與NH3反應生成BF3·NH3,BF3·NH3中B與N之間形成______鍵;NH3中N原子的雜化軌道類型為______,寫出與NH3等電子體的一種離子符號________。
(5)金剛砂(SiC)的摩氏硬度為9.5,其晶胞結構如圖所示。在SiC中,每個Si原子周圍距離最近的Si原子數目為________;若金剛砂的密度為ρg·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數的值,則晶胞中碳原子與硅原子的最近距離為________pm。(用含ρ和NA的式子表示)
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