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2026 届考前《物质结构与性质》大题专练(二)
1.(1)基态Si 原子核外电子的空间运动状态有_____种,其价层电子排布式为______________。
(2)N2F2(二氟氮烯)分子中,氮原子的杂化类型为sp2,则N2F2的结构式为_______________。
(3)一种锌的配合物结构如图所示。该配合物中H-N-H 键角为109.5°,而NH3分子中H-N-H 键
角为107°,原因是_______________________________________。
(4)FeS2晶体的晶胞结构如图所示。在晶胞中,Fe2+位于S 所形成的__________________(填“正四面
体”或“正八面体”)空隙;若晶胞参数为anm,密度为pg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则FeS2的
摩尔质量M=_____g·mol-1(用含a、p、NA的代数式表示)。
答案:(1)8;3s23p2 (2)F-N=N-F(3)Zn2+形成配位键,对成键电子对的排斥力减小,键角变大
(4)正八面体; g/mol
解析:(1)硅是14 号元素,原子核外有8 个能级,则基态Si 原子核外电子的空间运动状态有8 种,其
价层电子排布式为3s23p2;
(2)氮原子的杂化类型为 sp2,可以确定N 与N 之间应为双键,N 与F 之间存在1 个键,每个N 还有1
个孤电子对,故N2F2的结构式为F-N=N-F;
(3)配合物中单原子的孤电子对与Zn2+形成配位键,对成键电子对的排斥力减小,键角变大,所以H-
N-H 键角大于NH3分子中H-N-H 键角,故答案为:配合物中单原子的孤电子对与Zn2+形成配位键,对成
键电子对的排斥力减小,键角变大;
(4)由晶胞结构可知,晶胞中Fe2+位于S 所形成的正八面体空隙中;晶胞中位于顶点的和面心的S 的个
数为8×+6×=4,则该晶胞中有4 个FeS2,根据密度公式ρ==可知M= g/mol= g/mol。
2.含硅和硫元素的化合物种类繁多,应用广泛。请回答:
I.SiCl4是生产多晶硅的副产物。
(1)基态硅原子的价层电子排布式为___________。
(2)已知SiCl4比CCl4更易水解,导致SiCl4更易水解的因素有___________(填标号)。
a.Si-Cl 键极性更大 b.Si 的原子半径更大
c.Si-Cl 键键能更大 d.Si 有更多的价层轨道
II.硫代硫酸盐可用在银盐照相中做定影液。
已知硫代硫酸根(S2O)可看作是SO 中的一个原子被S 原子取代的产物。
(3)基态O 原子的价层电子排布式不能表示为2s22p2p,因为违背了__________________;
(4)能确定晶体中各原子的位置(坐标),从而得出分子空间结构的一种方法是___________。
a.质谱法 b.X 射线衍射 c.核磁共振氢谱 d.红外光谱
(5)S2O 作为配体可提供孤电子对与Ag+形成[Ag(S2O3)2]3-。分析判断S2O 中的中心S 原子和端基S 原子能否做配位原子
并说明理由:____________________________________。
(6)MgS2O3∙6H2O 的晶胞如图,该晶胞中S2O 个数为___________。假设晶胞边长分别为anm、bnm、
cnm,其摩尔质量为Mg∙mol-1,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为___________g∙cm-3(用相应字母表
示)。
答案:(1)3s23p2 (2)abd (3)洪特规则 (4)b
(5)S2O 中的中心原子S 的价层电子对数为4,无孤电子对,不能做配位原子;端基S 原子含有孤电子对,能
做配位原子 (6)4 ;×1021
解析:(1)Si 是14 号元素,基态硅原子的价层电子排布式为3s23p2;
(2)a.Si-Cl 键极性更大,则Si-Cl 键更易断裂,因此,SiCl4比CCl4易水解,故a 正确;
b.Si 的原子半径更大,因此,SiCl4中的共用电子对更加偏向于Cl,从而导致Si-Cl 键极性更大,
且Si 原子更易受到水电离的OH-的进攻,因此,SiCl4比CCl4易水解,故b 正确;
c.常键能越大化学键越稳定且不易断裂,因此,Si-Cl 键键能更大不能说明Si-Cl 更易断裂,故不
能说明SiCl4比CCl4易水解,故c 错误;
d.Si 有更多的价层轨道,因此更易与水电离的OH-形成化学键,从而导致SiCl4比CCl4易水解,故
d 正确;
故答案为abd;
(3)洪特规则指出:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行。因此,违反洪
特规则。
(4)a.质谱法是确定分子的相对分子质量的,故a 错误;
b.X 射线衍射能确定晶体中各原子的位置(坐标),故b 正确;
c.核磁共振氢谱是确定等效氢种类的,故c 错误;
d.红外光谱是确定官能团和化学键的,故d 错误;
故答案为b。
(5)S2O 中的中心原子S 的价层电子对数为4,无孤电子对,不能做配位原子;端基S 原子含有孤电子对,能
做配位原子。
(6) S2O 在晶胞的体内共4 个;该晶胞按均摊法计算得4 个MgS2O3∙6H2O,晶胞体积为abc×10-21cm3,晶胞的
质量为,得该晶胞的密度为×1021。
3.工业用闪锌矿(主要成分ZnS,含有FeS2、SiO2杂质)制备ZnSO4,工艺流程如下:
已知:
①“焙烧”时,FeS2转化为Fe2O3;
②常温下,Ksp[Fe(OH)3]=10-38,Ksp[Zn(OH)2]=10-17。
(1)根据核外电子排布,Cu 在元素周期表的_______区。
(2)为了提高焙烧效率,理论上可采取的措施为_______。
a.粉碎矿石 b.增大压强 c.提高入炉空气中的含氧量 d.降低焙烧温度
(3)ZnS“焙烧”时反应的化学方程式为____________________________________。
(4)假定“调pH”前,溶液中c(Fe3+)=c(Zn2+)=0.1mol/L,则常温下,需调pH 范围是_______(已知当离
子浓度小于10-5mol/L 时可认为该离子完全沉淀,忽略调pH 时溶液体积的变化)。
(5)将10g 产品ZnSO4溶于水配成250mL 溶液,取25.00mL 于锥形瓶中,加入2 滴二甲酚橙指示剂,
加入缓冲溶液,用cmol/LEDTA 标准溶液滴定至终点,消耗VmL。已知Zn2+与EDTA 会以等物质的量反
应生成配合物。则产品中ZnSO4的质量分数是_______(列出计算式即可,不要求化简;假定产品中的杂质
不与EDTA 反应)。
(6)除闪锌矿外,ZnS 还有一种矿物是纤锌矿,其晶体结构如图,其中由粗线围成的平行六面体是纤
锌矿的晶胞。已知Zn2+和S2-都采取正四面体配位方式。
①纤锌矿的晶体类型是_______(填字母)。
A.离子晶体 B.分子晶体 C.金属晶体 D.混合型晶体
②该晶胞参数a=b=381pm,c=623pm。设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为
_______g∙cm-3(列出计算式即可)。
答案:(1)ds (2)abe (3)2ZnS+3O2=====2ZnO+3SO2 (4)3<pH<6
(5) ×100%=16.1cV% (6)①A ②
解析:闪锌矿破碎后煅烧,Fe、 S 元素被氧化,稀硫酸酸浸后过滤,得到含有Fe3+、 Zn2+的滤液,
废渣为难溶于稀硫酸的SiO2,调节pH 使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤后得到主要含硫酸锌的溶液,经
系列操作得到ZnSO4。
(1)Cu 的价电子排布为3d104s1,周期表中位于ds 区;
(2)粉碎矿石可以增大接触面积,增大压强即增大O2浓度,提高空气中的含氧量相当于增大O2浓度,
均可以提高反应速率;降低温度会减慢反应速率。所以选abc 项;
(3)ZnS“焙烧”时Zn 元素转化为ZnO,负价硫被氧化生成SO2,所以方程式为2ZnS+3O2=====2ZnO
+3SO2;
(4)“调pH”目的是将Fe3+转化为Fe(OH)3,溶液中c(Fe3+)<10-5mol/L,根据Ksp[Fe(OH)3]=10-38,可算
出c(OH-)>10-11mol/L,即c(H+)<10-3mol/L,pH>3;溶液中c(Zn2+)=0.1mol/L,不能让Zn2+沉淀损失,
根据Ksp[Zn(OH)2]=10-17,可算出c(OH-)<10-8mol/L,即c(H+)>10-6mol/L,pH<6;
(5)滴定终点时,n(EDTA)=n(Zn2+)=cV×10-3mol,由于配成250mL 溶液后,只取进行检测,所以n 总
(Zn2+)=10×cV×10-3mol,m(ZnSO4)=(65+96)×10×cV×10-3g,ZnSO4的质量分数是×100%=16.1cV%;
(6)①根据题目提示,晶体由Zn2+和S2-构成,所以纤锌矿为离子晶体。故选A 项。
②观察可知一个晶胞中含有2 个Zn2+与2 个S2-晶胞体积为×3812×623×10-10cm3,所以晶体密度为
g∙cm-3。
4.在钐钴永磁材料的成型加工过程中,会产生合金渣(含有Sm、Co、Cu、Fe、SiO2)。从该合金渣提
取钴(Co)和钐(Sm)的一种工艺流程如下。
(1)Co 位于元素周期表第_______周期第_______族62 号元素Sm,是一种稀土元素,其位于元素周期
表区_______区(填“s”“p”“d”“ds”或“f”)
(2)“破碎酸浸”中,将合金渣破碎的目的是______________________,“浸渣”的主要成分是
_______。
(3)“沉淀1”的主要成分是Sm2(C2O4)3。“沉钐”过程中,Sm3+发生反应的离子方程式为____________。
(4)取50g 合金渣(其中Co 的质量分数约为37%),若钴的酸浸率大于90%,结合图1 实验数据,“调
节pH”时,溶液的最佳pH 为_______;“氧化”时,双氧水的实际用量应控制在理论用量的_______倍,
双氧水实际用量大于理论用量的原因是________________________________________。
(5)“沉淀3”为草酸钴(CoC2O4),将17.64g 草酸钴“灼烧”至质量不再减轻,得到9.64g 钴的氧化物,
其化学式为_______。该氧化物晶胞可以看成4 个A 型和4 个B 型小单元交替无隙并置而成(如图2)。其中
黑球(
)代表_______(填离子符号)。
答案:(1)四;Ⅷ;f (2)增大接触面积,提高酸浸速率;SiO2、Cu
(3)2Sm3++3H2C2O4=Sm2(C2O4)3↓+6H+ (4)4;2 ;Fe3+会催化双氧水分解,消耗部分双氧水
(5) Co3O4 ;Co3+
解析:合金渣加盐酸酸浸后的浸渣是不与盐酸反应的SiO2和Cu,浸出液加草酸沉钐,得Sm2(C2O4)3
沉淀,滤液加氨水调节pH,氧化后沉淀Fe3+,后加入草酸沉钴,CoC2O4加热灼烧生成Co3O4。
(1)Co 位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,62 号元素Sm,是一种稀土元素,其位于元素周期表区f 区;
(2)“破碎酸浸”中,将合金渣破碎的目的是:增大接触面积,提高酸浸速率;
“浸渣”的主要成分是不与盐酸反应的物质:SiO2、Cu;
(3)“沉淀1”的主要成分是Sm2(C2O4)3。“沉钐”过程中,Sm3+发生反应的离子方程式为:2Sm3++
3H2C2O4=Sm2(C2O4)3↓+6H+;
(4)图1 实验数据,“调节pH”时,pH 为4 时,铁的去除率最高,钴沉淀量最高,溶液的最佳pH 为
4;
“氧化”时,双氧水的实际用量应控制在理论用量的2 倍,双氧水实际用量大于理论用量的原因是:
Fe3+会催化双氧水分解,消耗部分双氧水;
(5)根据质量守恒:钴元素的质量灼烧前后质量不变。17.64gCoC2O4的物质的量为0.12mol,灼烧后
9.64g 钴的氧化物中钴元素的质量为:0.12mol×59g/mol=7.08g,氧元素质量为:9.64g-7.08g=2.56g,氧
化物中钴原子与氧原子的个数比为:0.12mol∶=3∶4,其化学式为:Co3O4;
用均摊法分析A 和B,其中A 中灰球个数为4×+1=,白球个数为4;B 中灰球个数为4×=,白球个
数为4,黑球个数为4,结合晶胞结构,晶胞中灰球为8,白球为32,黑球为16,根据正负化合价代数和
为0,设灰球化合价为x,白球化合价为y,黑球的化合价为z,则有8x+32y+16z=0,简化得x+4y+
2z=0,再结合氧化钴的化学式Co3O4,可知钴元素有+2、+3 价,氧为-2 价,可推出:灰球为Co2+、黑球
为Co3+、白球为O2-,故黑球代表Co3+。
5.银铋渣是铋精炼过程中产生的一种富银合金渣。某团队研究了综合回收银铋渣中Bi、Zn、Ag、
Pb 的新工艺,其流程如下:
已知:①82Pb 与Si 同族。
②银铋渣中各成分质量分数如下表。
成分
Pb
Bi
Zn
Ag
其他不溶于酸的物质
质量分数/%
15.22
41.05
30.52
5. 03
8.18
③Ksp(PbCl2)=1.7×10-5;Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
回答下列问题:
(1)写出82Pb 在元素周期表中的位置_______。Zn 位于元素周期表中的_______区。
(2)“浸锌”步骤用H2SO4溶液不用HNO3溶液,目的是____________________________________。
(3)为探究“酸浸”步骤的最佳条件,进行了相关实验,实验数据记录如下,则适宜的酸浸温度为
_______,80℃时浸出率降低的原因可能是_______。
序号
温度/℃
浸出率/%
浸渣/%
Pb
Bi
Ag
1
20
88.91
86.21
87.21
8.26
2
40
92.11
92.08
90.36
6.88
3
60
98.76
98.61
98.38
5.10
4
80
96.02
98.11
96.26
5.25
(4)若“沉银液”中c(Ag+)=1.0×10-9mol·L-1,则溶液中c(PB2+)=_______mol·L-1(保留一位小数)。
(5)“氨浸”步骤中AgCl 溶解得到的物质的化学式为_______。
(6)“还原”步骤中N2H4∙H2O (性质类似于NH3∙H2O)作还原剂,反应的离子方程式为_____________。
(7)电解制取Zn 后的电解液可以返回_______步骤中循环使用。
答案:(1)第六周期第IVA 族 ; ds
(2)HNO3有强氧化性,酸浸时不仅产生有毒气体,污染环境;而且还不易使Zn 与Bi、Ag、Pb 分离
(3)60℃;温度过高,HNO3大量分解(或HNO3大量挥发) (4)5.2×10−4 (5)[Ag(NH3)2]Cl
(6)4[Ag(NH3)2]++N2H4∙H2O+3H2O=4Ag↓+N2↑+4NH+4NH3∙H2O
或4[Ag(NH3)2]++N2H4∙H2O=4Ag↓+N2↑+4NH+4NH3+H2O (7)浸锌
解析:银铋渣经预处理后用稀H2SO4浸取,比较活泼金属Zn 变为Zn2+进入到浸取液中,Pb 变为
PbSO4沉淀进入到滤渣中;Bi、Ag 等元素也进入滤渣中;再向浸取液中加入锌粉还原其中的杂质离子,
得到ZnSO4溶液,然后对其进行电解就得到单质Zn;向含有Bi、Ag 等元素的浸渣1 中加入具有强氧化性
的HNO3,Bi、Ag 变为金属阳离子Bi3+、Ag+进入溶液,其中难溶性固体通过过滤进入浸渣2 中;然后向
滤液中加入NaCl 溶液,使Ag+变为AgCl 沉淀而与Bi3+分离;对沉银液稀释可达到沉淀BiONO3沉淀;用
氨水浸取AgCl 沉淀,得到[Ag(NH3)2]Cl 溶液,再加入N2H4·H2O 进行还原,可反应产生Ag 单质。
(1)Pb 是82 号元素,位于元素周期表中第六周期第IVA 族;Zn 是30 号元素位于元素周期表中第四周
期第ⅠIB 族,属于元素周期表中的ds 区元素,故答案为:第六周期第IVA 族;ds;
(2)根据流程可知,硫酸可浸出Zn 元素,使Zn 与其他金属元素进行分离,若直接用具有强氧化性的
硝酸进行酸浸,不仅产生更多的有毒气体,污染环境,而且还不易分离不同的金属元素,故答案为:
HNO3有强氧化性,酸浸时不仅产生有毒气体,污染环境;而且还不易使Zn 与Bi、Ag、Pb 分离;
(3)由表中数据可知,当浸出温度为60℃时,各种元素的浸出率均最高,渣率最低,故适宜的酸浸温
度为60℃;当温度为80℃时,因分解或挥发损的硝酸增多而导致浸出率下降,故作案为:60℃;温度过
高,HNO3大量分解(或HNO3大量挥发);
(4)若“沉银液”中c(Ag+)=1.0×10-9mol·L-1,由=可知c(Pb2+)===5.2×10−4mol·L-1,故答案为:
5.2×10−4;
(5)由分析知,“氨浸”步骤中AgCl 溶解得到的物质的化学式为[Ag(NH3)2]Cl,故答案为:
[Ag(NH3)2]Cl;
(6)“还原”过程为N2H4·H2O 将[Ag(NH3)2]+还原为银单质,N2H4·H2O 被氧化为N2,根据电子守恒、电
荷守恒、原子守恒,结合物质的拆分原则,可知该反应的离子方程式为:4[Ag(NH3)2]++N2H4∙H2O+3H2O
=4Ag↓+N2↑+4NH+4NH3∙H2O 或4[Ag(NH3)2]++N2H4∙H2O=4Ag↓+N2↑+4NH+4NH3+H2O,故答案为:
4[Ag(NH3)2]++N2H4∙H2O+3H2O=4Ag↓+N2↑+4NH+4NH3∙H2O 或4[Ag(NH3)2]++N2H4∙H2O=4Ag↓+N2↑
+4NH+4NH3+H2O;
(7)电解制取Zn 后的电解液主要成分H2SO4,可返回“浸锌”步骤中循环使用,故答案为:浸锌。
6.陕西宝鸡因钛产业发达而被称为“中国钛谷”,钛废料在工业领域中也扮演着重要的角色。工业
上以某种钛废料(主要成分为TiO2,含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料,制取焦磷酸镁,同时
分离提纯TiO2 (TiO2不与碱反应,与酸反应后以TiO2+的形式存在)的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)钛原子的价电子排布式为____________________;与钛同周期元素的基态原子中,未成对电子数
与钛相同的元素有_______种。
(2)Ti 的四卤化物熔点如表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因
是:_____________________________________。
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
(3)“碱浸”过程中去除的物质是_______。(填化学式)
(4)适当升高温度可有效提高钛的浸出率,工业上“酸浸”时,温度选择40℃而不选择更高温度的原
因是_______________________________________________。
(5)“氧化”时S2O 转化为SO 的离子方程式为_________________________________________。
(6)常温下,调节pH 的理论最小值为_______时,可使Fe3+沉淀完全Ksp[Fe(OH)3]≈10-38,当某离子浓度
≤10-5mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全)。
(7)滤液3 中加入Na4P2O7溶液生成焦磷酸镁(Mg2P2O7)的化学方程式为_______________________。
答案:(1)3d24s2;3
(2) TiF4为离子晶体,熔点高,其他三种均为分子晶体,随相对分子质量的增大分子间作用力增大,
熔点逐渐升高
(3) Al2O3 (4)防止温度过高TiO2+水解,减少损失 (5) S2O+2Fe2+=2Fe3++2SO
(6)3 (7) Na4P2O7+2MgSO4=Mg2P2O7↓+2Na2SO4
解析:以含钛废料(主要成分为TiO2,含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料,分离提纯TiO2
并制取少量焦磷酸镁。由于原料中除主要含有TiO2外还含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3,所以碱
浸时是为了除去能与碱反应的Al2O3,然后过滤,向滤液中加入过量的硫酸除去不与酸反应的Cu,再次过
滤,向滤液中加铁粉,将铁离子还原成亚铁离子。然后冷却结晶时亚铁离子生成七水硫酸亚铁晶体析出
从而出去大部分亚铁离子;然后过滤,向滤液中加热水解生成TiO(OH)2,过滤得到TiO(OH)2固体和主要
含硫酸镁以及少量硫酸亚铁的溶液;煅烧TiO(OH)2得TiO2;加Na2S2O8溶液氧化Fe2+为Fe3+,调pH 是铁
离子生成氢氧化铁而除去铁离子,然后过滤,向滤液中加焦硫酸钠得到焦硫酸镁,据此分析解题。
(1)Ti 是22 号元素,价电子排布式是3d24s2;Ti 有2 个未成对电子,同周期中由两个未成对电子的还
有Ni3d84s2、Ge4s24p2、Se4s24p4三种;
(2) TiF4为离子晶体,熔点高,其他三种均为分子晶体,随相对分子质量的增大分子间作用力增大,
熔点逐渐升高;
(3)含钛废料中加NaOH 溶液碱浸时,只有Al2O3溶解生成可溶的偏铝酸钠,“碱浸”过程中去除的物
质是Al2O3;
(4)稀硫酸酸浸时TiO2转化为TiO2+,温度过高TiO2+水解程度增大,造成Ti 的损失,温度选择40℃而
不选择更高温度的原因是:防止温度过高TiO2+水解,减少损失;
(5)“氧化”时S2O 与Fe2+反应生成Fe3+和SO,其离子方程式为:S2O+2Fe2+=2Fe3++2SO;
(6)Fe3+沉淀完全离子浓度c≤10-5mol·L-1,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)∙c3(OH-)≈10-38,c(OH-)== mol/L=10-
11mol/L,c(H+)= mol/L=10-3mol/L,调节pH 的理论最小值为3;
(7)滤液3 中主要含有Mg2+加Na4P2O7溶液得生成焦磷酸镁(Mg2P2O7),其化学方程式为:Na4P2O7+
2MgSO4=Mg2P2O7↓+2Na2SO4。
7.阳极泥富集了矿石、精矿或熔剂中大部分的贵金属元素,因而具有很高的综合回收价值。从某阳
极泥(主要成分有Cu、Ag、Au、Ag₂Se、Cu₂S 和NiSO₄ 等)中回收Se 和部分金属的工艺流程如图所示。
已知:①该工艺中萃取与反萃取原理为2RH+Cu2+
R2Cu+2H+。
②I2+I-
I,相同条件下,I 与I2的氧化性相近。
(1)“焙烧”产生的SO2与SeO2的混合烟气用水吸收可制得单质Se,该反应的化学方程式为
。
(2)“酸浸氧化”中通入氧气的目的是 ;“反萃取剂”选用 (填化学式)溶液。
(3)沉银时加入NaCl,可将Ag+转化为AgCl,再用硫代硫酸盐溶液浸出银元素。
已知:①AgCl +2S2O
[Ag(S2O3)2]3-+Cl- K1=6.66×103
②Ag++2S2O
[Ag(S2O3)2]3- K2=3.7×1013
若所得浸出液中c(Ag+)<10-5mol∙L-1,则溶液中c(Cl-)> mol∙L-1。
(4)浸出Au 的离子方程式为 。
(5) Ag2S 是一种窄能带半导体材料,具有良好的光电、热电性能,其晶胞结构如图所示。
已知图中A 处的原子分数坐标为(0,0,0),则晶胞中B 处原子分数坐标为 。若晶胞参数a
nm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶体的密度为 g·cm
。
答案:(1)2SO2+SeO2+H2O=Se+2H2SO4 (2) 防止生成的氮氧化物排放到空气中;HNO3
(3) 1.8×10-5 (4) 2Au+I+I-=2[AuI2]- (5) (,,)
解析:(1)“焙烧”产生的SO2与SeO2的混合烟气用水吸收可制得单质Se,SeO2作氧化剂,被还原为
Se,SO2作还原剂,被氧化为H2SO4,该反应的化学方程式为2SO2+SeO2+H2O=Se+2H2SO4。
(2)酸浸氧化的过程中由于加了硝酸会产生氮的氧化物,通入氧气可以使氮的氧化物又转化为硝酸而
溶解,防止氮的氧化物排放到空气中污染空气;“滤液I”中主要含有Cu2+、Ni2+的硝酸盐,故“反萃取
剂”最好选用HNO3。
(3)
=3.7×1013,若c(Ag+)<10-5mol·L-1,则
=K2∙ c(Ag+)<
3.7×1013×10-5,
=6.66×103,故c(Cl-)=
>6.66×103×
=1.8×10-5mol∙L-1。
(4)Au 和I2-KI 反应,生成含有[AuI2]-的溶液,离子方程式为2Au+I+I-=2[AuI2]-。
(5)若将晶胞分成8 个小立方体,则B 处于其中一个小立方体的体心,其原子分数坐标为(,,);该晶胞
含S2-个数是×8+1=2,含Ag+个数是4,设密度为ρg/cm3,则ρ×(a×10-7)3=×4+×2,可得ρ=。
8.F 分铜液净化渣主要含铜、碲(Te)、锑(Sb)、砷(As)等元素的化合物,一种回收工艺流程如图:
已知:①“碱浸”时,铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物,碱浸液含有Na2TeO3、Na3AsO4。
②“酸浸”时,锑元素发生反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣。
回答下列问题:
(1)As 位于第四周期VA 族,基态As 的价层电子排布式为 。
(2)“碱浸”时,TeO2与NaOH 反应的离子方程式为 。
(3)向碱浸液中加入盐酸调节pH=4,有TeO2析出,分离出TeO2的操作是 。滤液中As 元素最
主要的存在形式为 。(填标号)(25℃,H3AsO4的各级电离常数为Ka1=6.3×10-3,Ka2=1.0×10-7,
Ka3=3.2×10-12)
A.H3AsO4 B.H2AsO C.HAsO D.AsO
(4)①Sb2O(SO4)4中,Sb 的化合价为 。
②“氯盐酸浸”时,通入SO2的目的是 。
(5)“水解”时,生成SbOCl 的化学方程式为 。
(6)TeO2可用作电子元件材料,熔点为733℃,TeO2晶胞是长方体结构如图。碲的配位数为 。
已知NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为 g/cm3。
答案:(1) 4s24p3 (2) TeO2+2OH-=TeO+H2O (3)过滤;B (4) +5;将Sb2O(SO4)4还原为SbCl3
(5)SbCl3+H2O=SbOCl+2HCl (6) 6
解析:结合题干信息,分铜液加入氢氧化钠溶液进行碱浸,铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物,
碱浸液含有Na2TeO3、Na3AsO4;过滤后向滤渣中加入硫酸进行酸浸,铜的氢氧化物或氧化物均溶解,锑
元素反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣,过滤后向浸渣中加入盐酸、氯化钠和二氧化硫,反应生成三氯化锑,
三氯化锑水解生成转化为SbOCl;碱浸液中加入酸调节PH=4,Na2TeO3转化生成亚碲酸,亚碲酸不稳定
分解生成二氧化碲。
(1)As 为33 号元素,基态As 的价层电子排布式为:4s24p3。
(2)TeO2属于酸性氧化物,与NaOH 反应的离子方程式为:TeO2+2OH-=TeO+H2O。
(3)向碱浸液加入盐酸调节pH=4,TeO2以沉淀析出,分离出TeO2的操作是过滤;由题干信息可知,
H3AsO4的各级电离常数为:Ka1=6.3×10-3,Ka2=1.0×10-7,Ka3=3.2×10-12,pH=4,则c(H+)=10-4mol/L,
H3AsO4
H++H2AsO ,Ka1==6.3×10-3,==63,故As 主要以H2AsO 形式存在,故选B。
(4)①结合化合物的化合价为0,Sb2O(SO4)4中,Sb 的化合价为+5 价;②SO2具有还原性,“氯盐酸
浸”时,通入SO2的目的是将Sb2O(SO4)4还原为SbCl3。
(5)“水解”时,SbCl3水解生成SbOCl,化学方程式为:SbCl3+H2O=SbOCl+2HCl。
(6)结合图示晶胞结构,离碲离子最近的氧负离子有6 个,故碲的配位数为6;根据均摊,该晶胞含有
2+4×=4 个O 原子,含有1+8×=2 个Te,则该晶体的密度=== g∙cm-3。
9.F 电池级碳酸锂是制造LiCoO2等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚
洲储量最大的锂云母矿,以锂云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、SO 等)为原料制取电池级Li2CO3的工艺流程
如图:
已知:①HR 为有机萃取剂,难溶于水,可萃取Fe3+,萃取时发生的反应可表示为:Fe3++3HR
FeR3+3H+;
②常温时,1mol·L-1LiOH 溶液的pH=14。
回答下列问题:
(1)“有机层”的主要成分为 (填化学式,下同);“滤渣1”中含有的物质为 ;
使用HR 萃取剂时,需加入一定量的NaOH 进行处理,其目的是 。
(2)某种HR 的结构简式为
,该分子中可能与Fe3+形成配位键的原子有 。
(3)加适量草酸的目的 。
(4)“混合沉锂”的离子方程式为 。
(5)Li2CO3与Co3O4在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂(LiCoO2)。写出对应的化学方程式
。
(6)钴酸锂(LiCoO2)是常见的锂离子电池正极材料,其晶胞结构示意图如下图所示,各离子位于晶胞的
顶点、棱和体内。
①基态Co 原子核外电子排布式为 。
②该晶胞密度为 g·cm-3。(写出计算式,阿伏加德罗常数为NA)
答案:(1) FeR3和HR; Li2CO3、MgCO3
消耗萃取反应时生成的H+,促进萃取反应的正向进行,提高萃取率
(2)O、N (3)使钙离子生成草酸钙,便于除掉
(4)2Li++HCO+OH-=H2O+Li2CO3↓ (5)6Li2CO3+4Co3O4+O2===12LiCoO2+6CO2
(6) [Ar]3d74s2
解析:(1)根据Fe3++3HR
FeR3+3H+平衡可知,有机层中主要是FeR3和HR,根据流程可知沉淀
主要是碳酸锂和碳酸镁。加入氢氧化钠后氢离子会被消耗,从而使平衡正向移动。
(2)从结构可知氧原子、氮原子都有孤对电子,所以能形成配位键的是N、O;
(3)加入草酸的目的是沉淀多余的钙离子;
(4)从流程可知是碳酸氢锂和氢氧化锂反应生成了碳酸锂,离子方程式为:2Li++HCO+OH-=H2O+
Li2CO3↓;
(5)钴元素的化合价从+2 和+3 归到+3 价部分被氧化,所以有氧气参加反应。化学方程式为:6Li2CO3
+4Co3O4+O2===12LiCoO2+6CO2;
(6)Co 为第四周期第Ⅷ族元素,其核外电子排布式为:[Ar]3d74s2 ,该晶胞中Li+: 8×+2=3、Co3+:
4×+2=3、O2-:8×+4=6,其晶胞化学式为:Li3Co3O6,故其密度为:ρ== g/cm3。
10.氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知:
请回答:
(1)某化合物的晶胞如图,其化学式是________________,晶体类型是__________。
(2)下列说法正确的是_______。
A. 电负性:B>N>O B. 离子半径:P3-<S2-<Cl-
C. 第一电离能:Ge<Se<As D. 基态Cr 的简化电子排布式:[Ar]3d4
(3)①H2N-NH2 +H+→H2N-NH,其中-NH2的N 原子杂化方式为_______;比较键角∠HNH∶H2N-
NH2中的-NH2_______ H2N-NH 中的-NH (填“>”、“<”或“=”),请说明理由__________________。
②将HNO3与SO3按物质的量之比1∶2 发生化合反应生成A,测得A 由2 种微粒构成,其中之一是
NO。比较氧化性强弱:NO _______HNO3(填“>”、“<”或“=”);写出A 中阴离子的结构式___________。
答案:(1)CrCl2∙4H2O 分子晶体 (2)C
(3)①sp3 < -NH2有孤电子对,孤电子对对成键电子排斥力大,键角变小
②>
解析:(1)由晶胞图可知,化学式为CrCl2∙4H2O;由晶胞图可知构成晶胞的粒子为CrCl2∙4H2O 分子,
故为分子晶体;
(2)A.同一周期,从左到右,电负性依次增强,故顺序为O>N>B,A 错误;
B.核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故顺序为P3->S2->Cl-,B 错误;
C.同一周期,从左到右,电离能增大的趋势,VA 族和ⅥA 族相反,故顺序为Ge<Se<As,C 正确;
D.基态Cr 的简化电子排布式:[Ar]3d54s1,D 错误;
故选C;
(3)①-NH2的价层电子对数3+=4,故杂化方式为sp3;-NH2价层电子对数为4,有一对孤电子对,
-NH 价层电子对数4+=4,无孤对电子,又因为孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对成键电子的排
斥力,故键角∠HNH∶H2N-NH2中的-NH2<H2N-NH 中的-NH;
②将HNO3与SO3按物质的量之比1∶2 发生化合反应生成A,测得A 由2 种微粒构成,其中之一是
NO,则A 为NO2HS2O7,NO 为硝酸失去一个OH-,得电子能力更强,氧化性更强,故氧化性强弱:NO
>HNO3;阴离子为HS2O 根据已知可知其结构式为
。