主觀題突破1 大單元2025高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪用書(shū)化學(xué)Y課后習(xí)題含答案

主觀題突破1大單元2025高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪用書(shū)化學(xué)Y課后習(xí)題含答案主觀題突破一(分值:79分)學(xué)生用書(shū)P209突破點(diǎn)1核外電子排布及表征1.(1)(1分)(2024·山東威海期末)基態(tài)Ni原子的電子排布式為。

(2)(1分)(2024·廣東佛山調(diào)研)基態(tài)硫原子的價(jià)層電子軌道表示式為。

(3)(1分)(2024·山東臨沂一模)基態(tài)Cu原子中,核外電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為;基態(tài)Cu2+的電子排布式為。

答案:(1)[Ar]3d84s2(2)(3)N[Ar]3d92.(1)(2分)(2024·山東淄博期末)基態(tài)S原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有種,基態(tài)Zn原子核外能量不同的電子有種。

(2)(1分)(2024·廣東深圳坪山區(qū)調(diào)研)In元素位于第五周期,基態(tài)In原子的價(jià)層電子排布式為。

(3)(1分)(2024·山東濰坊一模)基態(tài)Cu原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有種。

答案:(1)97(2)5s25p1(3)153.(1分)(2024·浙江溫州一模)Ga與B、Al處于同一主族?；鶓B(tài)Ga原子的價(jià)層電子軌道表示式:。

答案:突破點(diǎn)2電離能、電負(fù)性及原因解釋4.(1)(1分)(2024·山東菏澤期末)N、O原子的第二電離能與第一電離能差值相比更大的是(填元素符號(hào))。

(2)(1分)(2024·山東濱州期末)基態(tài)U原子的外圍電子排布式為5f36d17s2,則處于下列狀態(tài)的鈾原子或離子失去一個(gè)電子所需能量最高的是(填字母)。

A.5f36d17s1 B.5f37s27p1C.5f26d27s2 D.5f47s2答案:(1)O(2)A5.(2分)(2024·浙江湖州模擬)硫元素的三種粒子電子排布式分別為:①[Ne]3s23p4;②[Ne]3s23p3;③[Ne]3s23p34s1,下列敘述正確的是(填字母)。

A.粒子半徑:③>①>②B.電子排布屬于基態(tài)的是①②C.電離一個(gè)電子所需最低能量:①>②>③D.得電子能力:①>②答案:AB6.(3分)(2024·山東德州一模)一種比率光聲探針M與Cu2+配位,可用于小鼠腦內(nèi)銅(Ⅱ)的高時(shí)空分辨率動(dòng)態(tài)成像,反應(yīng)如下所示:H、C、N、F四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?M中鍵角F—B—F(填“>”“<”或“=”)BF3中鍵角F—B—F;基態(tài)Cu2+的價(jià)層電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為。

答案:F>N>C>H<5∶4解析:根據(jù)同一主族從上往下元素電負(fù)性依次減小,同一周期從左往右主族元素的電負(fù)性依次增大可知,H、C、N、F四種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镕>N>C>H,由題干圖示信息可知,M中B周圍形成了4個(gè)共價(jià)鍵,即B采用sp3雜化,而B(niǎo)F3中B采用sp2雜化,故M中鍵角F—B—F<BF3中鍵角F—B—F,已知Cu是29號(hào)元素,故基態(tài)Cu2+的價(jià)層電子排布式為3d9,故其中兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為5∶4。7.(2分)(2024·浙江臺(tái)州第二次評(píng)估)P可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物。P元素位于元素周期表的第15列。下列說(shuō)法不正確的是。

A.非金屬性:As<P<NB.第二電離能(I2)大小:I2(Si)<I2(P)<I2(S)<I2(Na)C.電負(fù)性:P<As<OD.鍵角:NH3<PH3答案:CD解析:同一主族從上往下元素的非金屬性依次減弱,故非金屬性:As<P<N,A正確;第二電離能Na失去2p6上的電子,S失去3p3上的電子,P失去3p2上的電子,Si失去3p1上的電子,故第二電離能(I2)大小:I2(Si)<I2(P)<I2(S)<I2(Na),B正確;根據(jù)同一周期從左往右主族元素電負(fù)性依次增大,同一主族從上往下元素電負(fù)性依次減小,故電負(fù)性:As<P<O,C錯(cuò)誤;由于電負(fù)性:N>P,則鍵角:NH3>PH3,D錯(cuò)誤。突破點(diǎn)3化學(xué)鍵、雜化類型與空間結(jié)構(gòu)8.(6分)(2024·山東聊城一模)元素周期表中,第四周期元素的單質(zhì)及其化合物在化工生產(chǎn)和研究中有重要的應(yīng)用。(1)(2分)Ti能形成化合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,該化合物中Ti3+的配位數(shù)為,在該化合物中不含(填字母)。

A.σ鍵B.π鍵C.配位鍵D.離子鍵E.極性鍵F.非極性鍵(2)(3分)在ZnO催化作用下,呋喃()可與氨反應(yīng),轉(zhuǎn)化為吡咯(),吡咯分子中所有原子共平面,已知大π鍵可以用Πmn表示,其中m表示參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表大π鍵中的電子數(shù),則吡咯中大π鍵可以表示為。呋喃的熔、沸點(diǎn)(填“高于”或“低于”)吡咯,原因是。

(3)(1分)[Co(DMSO)6](ClO4)2是一種紫色晶體,其中DMSO為二甲基亞砜,化學(xué)式為SO(CH3)2。SO(CH3)2中鍵角C—S—O(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COCH3中鍵角C—C—O。

答案:(1)6BF(2)Π5(3)小于解析:(1)Ti能形成化合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,該化合物中Ti3+的配位數(shù)為6,該化合物中O—H中存在σ鍵(也是極性共價(jià)鍵),Ti3+與配體之間存在配位鍵,內(nèi)界與外界的氯離子間存在離子鍵,則不存在π鍵和非極性共價(jià)鍵,B和F符合題意。(2)吡咯分子為平面形結(jié)構(gòu),分子中各原子在同一平面內(nèi)可知,N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型可判斷N原子的雜化方式為sp2雜化,C原子也為sp2雜化,則吡咯中大π鍵是1個(gè)N原子和5個(gè)C原子提供6個(gè)電子形成的,可表示為Π56。影響題中物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的主要因素為分子間作用力,氫鍵大于分子間作用力,吡咯易形成分子間氫鍵,沸點(diǎn)較高(3)SO(CH3)2中S原子為sp3雜化,且有1個(gè)孤電子對(duì),而CH3COCH3中羰基C原子為sp2雜化,沒(méi)有孤電子對(duì),故SO(CH3)2中鍵角C—S—O小于CH3COCH3中鍵角C—C—O。9.(4分)(2024·湖北十一校第二次聯(lián)考)胍()分子中所有原子共平面,存在大π鍵∏46。胍屬于(填“極性”或“非極性”)分子,N原子的雜化軌道方式為,①號(hào)N原子H—N—C鍵角(填“>”“<”或“=”)②號(hào)N原子H—N—C鍵角,胍易吸收空氣中的H2O和CO2,其原因是答案:極性sp2<胍與H2O能形成分子間氫鍵,胍有氨基(或顯堿性)能與CO2反應(yīng)解析:胍結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,屬于極性分子;胍為平面形分子,N原子的雜化方式為sp2;①號(hào)N原子H—N—C鍵角<②號(hào)N原子H—N—C鍵角,原因是①號(hào)N原子上有孤電子對(duì),排斥力大,使鍵角變小;胍易吸收空氣中H2O和CO2,其原因是胍與H2O能形成分子間氫鍵,胍含有氨基(或顯堿性)能與CO2反應(yīng)。10.(2分)(2024·山東濰坊二模)疊氮酸(HN3)常用于引爆劑,可用聯(lián)氨(H2N—NH2)制取。比較聯(lián)氨與H2O2分子中鍵角大小:∠H—N—N(填“>”“=”或“<”,下同)∠H—O—O。疊氮酸的結(jié)構(gòu)如圖所示(“—”代表單鍵、雙鍵或三鍵):,*N為sp2雜化,已知參與形成π鍵的電子越多,鍵長(zhǎng)越短,則鍵長(zhǎng):①②。

答案:><解析:H—N—N中的孤電子對(duì)數(shù)小于H—O—O中的孤電子對(duì)數(shù),孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)排斥作用較大,孤電子對(duì)數(shù)量越多,鍵角則相對(duì)越小,因此鍵角H—N—N>H—O—O。①中N—N兩個(gè)氮原子均為兩個(gè)p軌道的電子參與形成兩個(gè)π鍵,剩下一個(gè)p軌道和s軌道形成sp雜化,②中右邊的N只形成1個(gè)π鍵,兩個(gè)p軌道和一個(gè)s軌道形成sp2雜化,因此鍵長(zhǎng)①<②。11.(4分)(2024·山東臨沂一模)Cu2+與H2O、NH3、Cl-均可形成配位數(shù)為4的配離子:[Cu(H2O)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、[CuCl4]2-。其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:CuCl2·2H2O溶液Ⅰ(1)(1分)[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的鍵角(填“>”“<”或“=”)H2O中H—O—H的鍵角。

(2)(2分)[CuCl4]2-呈黃色,溶液Ⅰ呈黃綠色的原因是

;

溶液Ⅰ加水稀釋后呈藍(lán)色,其原因是

。

(3)(1分)向溶液Ⅱ中緩慢通入NH3至過(guò)量,觀察到的現(xiàn)象是。

答案:(1)>(2)藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+和黃色的[CuCl4]2-存在轉(zhuǎn)化:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O,藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+和黃色的[CuCl4]2-共存使溶液顯黃綠色加水稀釋使[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O平衡逆向移動(dòng),藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+含量增加,溶液顯藍(lán)色(3)溶液呈現(xiàn)深藍(lán)色解析:(1)[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的O中只含有一個(gè)孤電子對(duì),而水分子中含有兩個(gè)孤電子對(duì),孤電子對(duì)間的排斥力大于成鍵電子對(duì)與孤電子對(duì)間的排斥力,故[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的鍵角大于H2O中H—O—H的鍵角。(2)藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+和黃色的[CuCl4]2-存在轉(zhuǎn)化:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O,藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+和黃色的[CuCl4]2-共存使溶液顯黃綠色。加水稀釋使平衡逆向移動(dòng),藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+含量增加,溶液顯藍(lán)色。(3)向溶液Ⅱ中緩慢通入NH3至過(guò)量,發(fā)生反應(yīng)[CuCl4]2-+4NH3[Cu(NH3)4]2++4Cl-,使溶液呈現(xiàn)深藍(lán)色。12.(5分)(2024·山東菏澤一模)短周期元素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的化合物,回答下列問(wèn)題:(1)(1分)CH3I是一種甲基化試劑,能發(fā)生水解反應(yīng)CH3I+H2OCH3OH+HI;CF3I的水解產(chǎn)物為(填化學(xué)式)。

(2)(1分)BeCl2是共價(jià)化合物,可以形成二聚體和多聚體(BeCl2)n,二聚體中Be的雜化方式為sp2,二聚體的結(jié)構(gòu)式為。

(3)(1分)SF4分子的電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)為三角雙錐,排布方式有兩種,結(jié)構(gòu)如圖。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型中:“孤電子對(duì)—成鍵電子對(duì)”分布在互成90°的方向上時(shí)斥力最大,判斷SF4應(yīng)采用結(jié)構(gòu)(填“a”或“b”)。

(4)(2分)[Cu(H2O)4]2+在水溶液中顯藍(lán)色,加入過(guò)量的氨水后變?yōu)樯钏{(lán)色,原因是生成了(填化學(xué)式),比較該粒子與[Cu(H答案:(1)CF3H、HIO(2)(3)a(4)[Cu(NH3)4]2+因?yàn)镹的電負(fù)性小于O的電負(fù)性,NH3的配位能力大于H2O,所以穩(wěn)定性[Cu(NH3)4]2+>[解析:(1)電負(fù)性F>I≈C,所以在CF3I中,受3個(gè)F原子吸引電子能力強(qiáng)的影響,I與C之間的共用電子對(duì)偏向于C,I顯+1價(jià),則CF3I發(fā)生水解時(shí),生成CF3H和HIO。(2)Be的雜化方式為sp2,因此BeCl2的二聚體中Be原子有3個(gè)成鍵軌道,且Be原子最外層無(wú)孤電子對(duì),則二聚體的結(jié)構(gòu)式為。(3)根據(jù)題干可知“孤電子對(duì)—成鍵電子對(duì)”分布在互成90°的方向上時(shí)斥力最大,a中孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)分布在同一平面,排斥力較小,更穩(wěn)定,所以SF4應(yīng)采用結(jié)構(gòu)a。(4)含向[Cu(H2O)4]2+的溶液中加入過(guò)量的氨水后變?yōu)樯钏{(lán)色,原因是生成了[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+比[Cu(H2O)4]2+更穩(wěn)定,因?yàn)镹的電負(fù)性小于O的電負(fù)性,NH3的配位能力大于H2O,所以穩(wěn)定性:[Cu(NH3)4]2+>[Cu(H2O)4]2+。13.(4分)(2024·浙江溫州一模)(1)(1分)硼的氫化物叫硼烷(BnHm)。如B2H6(乙硼烷-6)、B4H10(丁硼烷-10)等。下列說(shuō)法不正確的是。

A.B原子由1s22s12px21s22s12pB.B2H6的結(jié)構(gòu)式:C.同周期相鄰元素的電負(fù)性大小:Be<B<CD.B2H6與C≡O(shè)反應(yīng)生成H3BCO,H3BCO分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為5∶2(2)(2分)氮和硼形成的化合物BN與C2互為等電子體,通常存在石墨型與金剛石型兩種結(jié)構(gòu),可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:(BN)n(石墨型)(BN)n(金剛石型)。這兩類化合物中B原子的雜化方式分別為;金剛石型的BN的硬度大于金剛石,原因是。

(3)(1分)BnHm極易發(fā)生水解生成H3BO3和H2,請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

答案:(1)AB(2)sp2、sp3金剛石型BN為共價(jià)晶體,B—N的鍵能大于金剛石中C—C的鍵能,所以硬度更大(3)2BnHm+6nH2O2nH3BO3+(3n+m)H2↑或BnHm+3nH2OnH3BO3+(3n+m)解析:(1)B原子由1s22s12px21s22s12px12py1,由于2px與2py能量相同,則不需吸收能量,A錯(cuò)誤;B2H6的結(jié)構(gòu)式為,B錯(cuò)誤;同周期主族元素電負(fù)性從左到右逐漸增強(qiáng),所以同周期相鄰元素的電負(fù)性大小:Be<B<C,C正確;B2H6與C≡O(shè)反應(yīng)生成H3BCO,H3BCO分子中含4個(gè)共價(jià)單鍵和1個(gè)三鍵,則σ鍵與(2)氮和硼形成的化合物BN與C2互為等電子體,通常存在石墨型與金剛石型兩種結(jié)構(gòu),可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:(BN)n(石墨型)(BN)n(金剛石型)。(BN)n(石墨型)類比混合型晶體石墨,石墨中每個(gè)C原子直接與其他3個(gè)C原子相連,屬于sp2雜化;(BN)n(金剛石型)類比共價(jià)晶體金剛石,每個(gè)C原子直接與其余4個(gè)C原子相連,屬于sp3雜化;金剛石型的BN的硬度大于金剛石,原因是金剛石型BN為共價(jià)晶體,B—N的鍵能大于金剛石中C—C的鍵能,所以硬度更大。(3)BnHm極易發(fā)生水解生成H3BO3和H2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2BnHm+6nH2O2nH3BO3+(3n+m)H2↑或BnHm+3nH2OnH3BO3+(3n+m)214.(3分)(2024·浙江臺(tái)州第二次評(píng)估)常溫下,五氯化磷為白色固體,熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電,氣態(tài)時(shí)以PCl5分子存在。(1)(1分)氣態(tài)PCl5分子結(jié)構(gòu)如圖所示(可視為正六面體),O點(diǎn)位于等邊三角形ABC的中心,DOE垂直于ABC所在的平面,黑球?yàn)镻,白球?yàn)镃l,比較鍵長(zhǎng)大小:OD(填“>”“<”或“=”)OA。

(2)(1分)五氯化磷熔融時(shí),電離出的離子分別含sp3和sp3d2雜化態(tài),寫出其中陰離子的化學(xué)式。

(3)(1分)PCl5不能與金屬Ni反應(yīng),而PCl3能與金屬Ni反應(yīng),解釋PCl3能與金屬Ni反應(yīng)的原因

。

答案:(1)>(2)[PCl6]-(3)PCl3中P具有孤電子對(duì),能與Ni形成配位鍵解析:(1)設(shè)AB的長(zhǎng)為a,根據(jù)O位于等邊三角形ABC的中心,則OA的長(zhǎng)為33a,AD的長(zhǎng)為a,根據(jù)DOE垂直于ABC的平面,可知三角形AOD為直角三角形,則OD的長(zhǎng)為a2-(33(2)五氯化磷熔融時(shí),電離出的離子分別含sp3和sp3d2雜化態(tài),根據(jù)雜化軌道理論可知,參與雜化的軌道數(shù)之和等于雜化之后形成的軌道數(shù),雜化軌道用于形成σ鍵或存放孤電子對(duì),故可知該陰離子的化學(xué)式為[PCl6]-。(3)已知PCl5中中心原子P周圍沒(méi)有孤電子對(duì),故PCl5不能與金屬Ni反應(yīng),而PCl3中中心原子P周圍有12(5-3×1)=1個(gè)孤電子對(duì),故能與金屬Ni形成配位鍵,15.(2分)(2024·山東濰坊一模)銅元素能形成多種配合物,如Cu2+與乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成如圖所示配離子。(1)(1分)此配離子內(nèi)部不含有的化學(xué)鍵類型是。

A.離子鍵 B.非極性鍵C.配位鍵 D.極性鍵(2)(1分)乙二胺分子中氮原子的雜化軌道類型為。

答案:(1)A(2)sp3解析:(1)Cu2+與乙二胺所形成的配離子內(nèi)部粒子間含有C—N、C—H、N—H、C—C和N—Cu化學(xué)鍵,C—N、C—H和N—H為極性鍵,C—C為非極性鍵,N—Cu之間的化學(xué)鍵是配位鍵,不含有離子鍵,故選A。(2)乙二胺分子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,且不含孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷,N原子的雜化軌道類型為sp3。16.(2分)(2024·山東青島一模)AlCl3、FeCl3等金屬氯化物易發(fā)生二聚,寫出AlCl3二聚物的結(jié)構(gòu)式,該分子中Al原子的雜化方式為。

答案:sp3解析:AlCl3二聚物中Cl的孤電子對(duì)和Al形成配位鍵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,其中Al形成4個(gè)σ鍵,沒(méi)有孤電子對(duì),雜化方式為sp3。突破點(diǎn)4分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)及原因解釋17.(1分)(2024·山東濰坊一模)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺,乙二胺的沸點(diǎn)比三甲胺高很多,原因是

。

答案:二者均為分子晶體,乙二胺分子之間可以形成氫鍵,三甲胺分子之間不能形成氫鍵解析:乙二胺分子中N原子上連接有氫原子,分子間可形成氫鍵,而三甲胺分子中氮原子上沒(méi)有連接氫原子,不能形成氫鍵,故乙二胺的沸點(diǎn)比三甲胺高很多。18.(2分)(2024·福建福州檢測(cè))甘氨酸銅有順式和反式兩種同分異構(gòu)體,結(jié)構(gòu)如圖。順式甘氨酸銅反式甘氨酸銅已知順式甘氨酸銅能溶于水,反式甘氨酸銅難溶于水,則造成這種差異的原因可能是。

答案:順式甘氨酸銅是極性分子,反式甘氨酸銅是非極性分子解析:根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可知,順式甘氨酸銅是極性分子,反式甘氨酸銅是非極性分子,根據(jù)相似相溶原理,極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑,非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑,由于水是極性溶劑,故順式甘氨酸銅能溶于水,反式甘氨酸銅難溶于水。19.(2分)(2024·河南鄭州模擬)2,5-二氨基甲苯(A)可用作毛皮染料,該物質(zhì)的一種同分異構(gòu)體為2,3-二氨基甲苯(B),兩者中沸點(diǎn)較高的是(填“A”或“B”),原因是

。

答案:A2,5-二氨基甲苯易形成分子間氫鍵,2,3-二氨基甲苯易形成分子內(nèi)氫鍵20.(2分)碳化硅(SiC)晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),其中碳原子和硅原子的位置是交替的,但是碳化硅的熔點(diǎn)低于金剛石,原因是。

答案:兩種晶體都是共價(jià)晶體。原子半徑:C<Si,鍵長(zhǎng):C—C<Si—C,鍵能:C—C>Si—C,所以碳化硅的熔點(diǎn)低于金剛石突破點(diǎn)5晶體類型與粒子間作用力及原因解釋21.(4分)(2024·山東青島一模)CuSO4·5H2O簡(jiǎn)單的平面結(jié)構(gòu)如圖,則該晶體的化學(xué)式應(yīng)表示為。

該晶體中含有的粒子間作用力有(填字母)。水分子①的鍵角(填“大于”“小于”或“等于”)105°,原因?yàn)?/p>

。

a.離子鍵b.氫鍵c.非極性共價(jià)鍵d.極性共價(jià)鍵e.配位鍵答案:[Cu(H2O)4]SO4·H2Oabde大于①中水分子形成氫鍵,導(dǎo)致中心氧原子孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)斥力減小解析:根據(jù)圖示可知該晶體的化學(xué)式表示為[Cu(H2O)4]SO4·H2O;該晶體中存在配位鍵,配位鍵和O—H、S—O為極性共價(jià)鍵,[Cu(H2O)4]2+和SO42-間存在離子鍵,水分子和配位水分子之間以及水分子和硫酸根離子之間存在氫鍵;水分子①的鍵角大于105°原因是①22.(2分)砷化鎵以第三代半導(dǎo)體著稱,熔點(diǎn)為1230℃,具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。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。

答案:BN兩種晶體均為共價(jià)晶體,N和B形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)較短,鍵能較大,熔點(diǎn)較高突破點(diǎn)6晶胞結(jié)構(gòu)及分析、計(jì)算23.(2分)(2024·廣東東莞中學(xué)、廣州二中等六校聯(lián)考)四方晶系CuFeS2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知CuFeS2晶體的密度是ρg·cm-3,則a=(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

答案:3368ρNA解析:根據(jù)“均攤法”,晶胞中含有Cu的個(gè)數(shù)為4×14+6×12=4、含有Fe的個(gè)數(shù)為8×18+4×12+1=4、含有S的個(gè)數(shù)為8,則晶體密度為4MNA2a3×1021g·cm-3=368a3NA×1021g·cm-3=24.(3分)(2024·遼寧丹東質(zhì)量測(cè)試)鋅、硒所形成的晶體是一種重要的半導(dǎo)體材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,乙圖為該晶胞的俯視圖,已知A點(diǎn)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),B點(diǎn)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(12,1,1該晶體的化學(xué)式為,Se的配位數(shù)為,C點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為。

答案:ZnSe4(34解析:由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于體內(nèi)的鋅原子個(gè)數(shù)為4,位于頂角和面心的硒原子個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,則該晶體的化學(xué)式為ZnSe;由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于體內(nèi)的鋅原子周圍距離最近的硒原子個(gè)數(shù)為4,由晶體的化學(xué)式為ZnSe可知,硒原子的配位數(shù)為4;由A點(diǎn)、B點(diǎn)原子坐標(biāo)可知,晶胞的邊長(zhǎng)為1,則C點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(325.(6分)已知:以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。(1)(3分)一種Ag2HgI4固體導(dǎo)電材料為四方晶系,其晶胞參數(shù)為apm、apm和2apm,晶胞沿x、y、z軸方向的投影如圖1所示,A、B、C表示三種不同原子,標(biāo)記為n的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(14,14,18),則標(biāo)記為m的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為;距離Hg最近的Ag有個(gè);設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,Ag2HgI4的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1圖1(2)(3分)LiCl·3H2O屬正交晶系,可用于制電池和金屬鋰等,其晶胞參數(shù)為0.8nm、1.0nm、1.0nm。如圖2所示為沿z軸投影的晶胞中所有Cl-的分布圖和原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。據(jù)此推斷該晶胞中Cl-的數(shù)目為;距離A點(diǎn)最近的Cl-是(填字母),它們之間的距離d=nm。

圖2答案:(1)(34,34,(2)4C0解析:(1)根據(jù)標(biāo)記為n的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(14,14,18)可知,標(biāo)記為m的原子在x軸的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為34、在y軸的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為34、在z軸的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為58,所以標(biāo)記為m的原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(34,34,58)。由晶胞投影圖可知,B、C原子在晶胞中的位置為;A原子在晶胞體內(nèi),1個(gè)晶胞中含有A原子的數(shù)目為8,B原子在晶胞頂角和晶胞體心,1個(gè)晶胞中含有B原子數(shù)目為8×18+1=2,C原子在晶胞棱上和晶胞面上,1個(gè)晶胞中含有C原子數(shù)目為4×14+6×12=4,則A代表I、B代表Hg、C代表Ag,所以距離Hg最近的Ag有8個(gè)。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,Ag2HgI4的摩爾質(zhì)量為Mg·mol(2)根據(jù)晶胞的xy平面圖分析,Cl-在晶胞中的位置為,Cl-有2個(gè)位于晶胞內(nèi)部,有4個(gè)位于晶胞面上,則晶胞中Cl-的數(shù)目為2+4×12=4。根據(jù)晶胞中各原子的坐標(biāo)及空間位置關(guān)系可知,距離A點(diǎn)最近的Cl-是C;可以建立直角三角形如圖所示:,AC之間的距離d是這個(gè)三角形的斜邊長(zhǎng),根據(jù)晶胞參數(shù)為0.8nm、1.0nm及勾股定理可知,d=[(0.5-0)26.(6分)(2024·廣東東莞中學(xué)、廣州二中等六校聯(lián)考)一定溫度下,V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到偏釩酸鈉。偏釩酸鈉的陰離子呈現(xiàn)如圖1所示的無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu)。碳化釩主要用于制造釩鋼及碳化物硬質(zhì)合金添加劑,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖1圖2(1)偏釩酸鈉的化學(xué)式為。

(2)碳化釩晶胞中與碳原子距離最近且相等的碳原子個(gè)數(shù)為。

(3)若碳化釩合金的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞參數(shù)為nm。

答案:(1)NaVO3(2)12(3)363×4解析:(1)陰離子中,每個(gè)含有V的數(shù)目為1,含O數(shù)目為2+2×12=3,則陰離子為VO3-,V為+5價(jià),O為-2價(jià),Na為+1價(jià),可知偏釩酸鈉的化學(xué)式為NaVO3;(2)碳化釩晶胞中以體心的碳原子為例,與體心碳原子距離最近且相等的碳原子在12條棱上,則與碳原子距離最近且相等的碳原子數(shù)為12;(3)設(shè)晶胞參數(shù)為anm,1mol晶胞的質(zhì)量為63×4g,1mol晶胞的體積為NAa3×10-21cm3,則ρg·cm-3=63×4NAa3×1021g·cm-3,則(分值:92分)學(xué)生用書(shū)P2191.(15分)(2024·廣東深圳二模)一種從工業(yè)鋅置換渣(主要含ZnSO4、ZnFe2O4、PbSO4、GeO2、SiO2等)中回收鍺、鉛的工藝流程如圖:已知:GeO2能溶于強(qiáng)酸的濃溶液或強(qiáng)堿溶液;PbCl2可溶于熱鹽酸中:PbCl2+2Cl-PbCl42-;常溫下,Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCl2)=1.2×10(1)“還原浸出”時(shí),SO2的存在可促進(jìn)ZnFe2O4浸出。①SO2的空間結(jié)構(gòu)為。

②該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

(2)“90℃酸浸”所用鹽酸的濃度不宜過(guò)大或過(guò)小,濃度不宜過(guò)大的主要原因是

。

(3)“堿溶”時(shí),GeO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(4)“降溫析鉛”過(guò)程中,體系溫度冷卻至常溫,且c(Cl-)=2.0mol·L-1。為防止PbCl2中混有PbSO4雜質(zhì),應(yīng)控制溶液中c(SO42-)<mol·(5)“轉(zhuǎn)化”的意義在于可重復(fù)利用(填物質(zhì)名稱)。

(6)通過(guò)摻雜硅可將鍺單質(zhì)轉(zhuǎn)化為不同摻雜比例的硅鍺合金,鍺及硅鍺合金的立方晶胞如圖所示。①鍺晶體中一個(gè)Ge周圍與其最近的Ge的個(gè)數(shù)為。

②若硅鍺合金ⅰ的晶胞邊長(zhǎng)為apm,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則硅鍺合金ⅰ晶體的密度為g·cm-3(列計(jì)算式)。

③硅鍺合金ⅱ沿晶胞對(duì)角面取得的截圖為(填字母)。

晶胞對(duì)角面答案:(1)①V形②1∶1(2)防止GeO2大量溶解,導(dǎo)致鍺的產(chǎn)率下降(3)GeO2+2OH-GeO32-+H(4)5.3×10-3(5)鹽酸(6)①4②73×7+28a解析:工業(yè)鋅置換渣(主要含ZnSO4、ZnFe2O4、PbSO4、GeO2、SiO2等)通入SO2并加入硫酸還原浸出,生成Zn2+、Fe2+,“濾渣1”中有PbSO4、GeO2、SiO2,加入鹽酸“90℃酸浸”,“浸渣2”為GeO2、SiO2,加入氫氧化鈉溶液堿溶,發(fā)生反應(yīng)GeO2+2OH-GeO32-+H2O、SiO2+2OH-SiO32-+H2O,經(jīng)過(guò)“沉硅”等一系列操作后得到鍺,濾液中含有PbCl42-,降溫PbCl2+2Cl-PbCl42-平衡逆向移動(dòng),得到PbCl2,向“濾液1”中加入適量CaCl2得到CaSO4,過(guò)濾得“濾液2”,“濾液(1)①SO2中S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+6-2×22=3,有1個(gè)孤電子對(duì),空間結(jié)構(gòu)為V形。②該反應(yīng)化學(xué)方程式為SO2+ZnFe2O4+2H2SO4ZnSO4+2FeSO4+2H2O,氧化劑為ZnFe2O4,還原劑為SO2,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為(2)鹽酸濃度過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致GeO2大量溶解,鍺的產(chǎn)率下降。(3)“堿溶”時(shí),GeO2與OH-發(fā)生反應(yīng),離子方程式為GeO2+2OH-GeO32-+H2(4)c(Cl-)=2.0mol·L-1,Ksp(PbCl2)=c(Pb2+)·c2(Cl-)=1.2×10-5,即c(Pb2+)=3×10-6mol·L-1,Ksp(PbSO4)=c(Pb2+)·c(SO42-)=3×10-6×c(SO42-)=1.6×10-8,c(SO42-)≈5.3×10-3mol·L-1,即為防止PbCl2中混有PbSO4雜質(zhì),應(yīng)控制溶液中c(SO42-(5)向“濾液1”中加入適量CaCl2得到CaSO4,過(guò)濾得“濾液2”,“濾液2”主要含有H+、Cl-,“轉(zhuǎn)化”的意義在于可重復(fù)利用鹽酸。(6)①由圖可知,鍺晶體中一個(gè)Ge周圍與其最近的Ge的個(gè)數(shù)為4;②由均攤法得,1個(gè)硅鍺合金ⅰ晶胞中含有Si原子個(gè)數(shù)為2×12=1,Ge原子的個(gè)數(shù)為4+8×18+4×12=7,晶胞邊長(zhǎng)為apm,則硅鍺合金ⅰ晶體的密度為73×7+28a3×10-30×N2.(14分)(2024·廣東大灣區(qū)聯(lián)合模擬)V有“工業(yè)味精”之稱。工業(yè)上提取釩的工藝有多種,一種從釩頁(yè)巖(主要含Si、Fe、Al、V元素的礦石)中提取V的工藝流程如下:已知:①“酸浸”時(shí)有VO2②VO2+在有機(jī)溶劑中的溶解度大于水,“萃取”時(shí)離子的萃取順序?yàn)镕e3+>VO2+>VO2+>Fe2+>Al③VO2+和V回答下列問(wèn)題:(1)“焙燒”時(shí)可添加適量“鹽對(duì)”NaCl-Na2SO4與釩頁(yè)巖形成混合物,這樣做的目的是

。

(2)“濾渣1”除掉的主要雜質(zhì)元素是(填元素符號(hào))。

(3)H2C2O4的作用是將VO2+轉(zhuǎn)化為VO2+,轉(zhuǎn)化的目的是,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為(4)①“沉釩”時(shí)生成NH4VO3沉淀,“步驟X”應(yīng)該加入(填“氧化劑”或“還原劑”),寫出“沉釩”時(shí)反應(yīng)的離子方程式:

。

②以“沉釩率”(NH4VO3沉淀中V的質(zhì)量和釩頁(yè)巖中釩的質(zhì)量之比)表示釩的回收率如圖所示,溫度高于80℃時(shí)沉釩率下降的原因是。

(5)①V2O5可以溶解在NaOH溶液中得到VO43-,VO43-在不同的pH下可以得到不同聚合度的多釩酸鹽,其陰離子呈如圖所示的無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu),其中一種酸式釩酸根離子可以表示為[H2VxO28]②V的另一種氧化物VO2的立方晶胞如圖所示,則在晶胞中,黑球代表的是原子。

答案:(1)生成易溶的鈉鹽,提高釩的浸取率(2)Si(3)VO2+的萃取率大于VO2+,轉(zhuǎn)化為VO2+可以提高釩的萃取率2VO2++H2C2O4+2H+2VO2++2CO2↑(4)①氧化劑VO3-+NH4+NH4VO3↓②溫度高于80℃時(shí),NH(5)①10②V解析:由題給流程可知,向釩頁(yè)巖焙燒得到的焙燒渣中加入酸進(jìn)行酸浸,將金屬元素轉(zhuǎn)化為VO2+、鐵離子、鋁離子,二氧化硅不能與加入的酸反應(yīng),過(guò)濾得到含有二氧化硅的濾渣和濾液;調(diào)節(jié)濾液的pH為5.1,將溶液中的鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,過(guò)濾得到含有氫氧化鐵、氫氧化鋁的濾渣和濾液;向?yàn)V液中加入草酸溶液,將VO2+還原為VO2+,向反應(yīng)后的溶液中加入萃取劑萃取、分液得到水相和有機(jī)相;向有機(jī)相中加入反萃取劑萃取、分液得到水相和有機(jī)相;向水相中加入氧化劑將溶液中的VO2+氧化為VO2+(1)“焙燒”時(shí)添加適量“鹽對(duì)”與釩頁(yè)巖形成混合物,其目的是焙燒時(shí)氯化鈉和硫酸鈉提供的鈉元素能將釩頁(yè)巖中的釩元素轉(zhuǎn)化為易溶的鈉鹽,從而提高釩的浸取率。(2)由分析可知,“濾渣1”的主要成分是二氧化硅,除掉的主要雜質(zhì)元素是硅元素。(3)由題給信息可知,VO2+的萃取率大于VO2+,則轉(zhuǎn)化過(guò)程中加入草酸溶液的目的是將VO2+還原為VO2+,有利于萃取時(shí)提高釩的萃取率,反應(yīng)的離子方程式為2VO2++H2C2O4+2H+2VO2++2CO2(4)①由分析可知,步驟X中加入氧化劑的目的是將溶液中的VO2+氧化為VO2+,向反應(yīng)后的溶液中加入氯化銨溶液的目的是將溶液中的釩元素轉(zhuǎn)化為釩酸銨沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為VO3-+NH4+NH4VO3↓。②氯化銨在溶液中的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以溫度高于80℃時(shí)沉釩率下降的原因是溫度高于80℃時(shí),N(5)①由無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu)可知,多釩酸鹽中釩元素的化合價(jià)為+5價(jià),由化合價(jià)代數(shù)和為0可知,[H2VxO28]4-中x=10;②由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂角和體心的黑球個(gè)數(shù)為8×18+1=2,位于面上和體內(nèi)的白球個(gè)數(shù)為4×12+2=4,由氧化物的化學(xué)式可知3.(10分)(2024·廣東2月大聯(lián)考)鉬具有耐腐耐磨的特性,目前廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)療和國(guó)防領(lǐng)域。一種使用先進(jìn)的堿性氧化焙燒法,從鎳鉬礦(主要成分是MoS2、NiS、FeS2)中回收鉬的流程如圖所示:已知:①“焙燒”后鉬元素以Na2MoO4的形式存在,Ni的化合價(jià)不變且以氧化物的形式存在,“焙燒”過(guò)程中未見(jiàn)有含S氣態(tài)物的生成。②Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp(MgCO3)=6.5×10-6。③一般離子濃度達(dá)到10-5mol·L-1以下視為沉淀完全?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)寫出“焙燒”過(guò)程中MoS2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)“濾渣1”的主要成分為(填化學(xué)式)。

(3)Na2CO3實(shí)驗(yàn)用量與理論用量的比值為1.0、1.1、1.2、1.3時(shí),Mo的浸出率和CO32-殘留濃度的關(guān)系如圖所示,則Na2CO3的最佳用量比為(4)常溫下,“水浸”過(guò)程完成后溶液中c(CO32-)=3.00g·L-1,試計(jì)算“凈化”過(guò)程中每升溶液中需加入(保留兩位有效數(shù)字)molMgSO4,若“凈化”完成后溶液的pH=8,則此時(shí)溶液中(填“不存在”或“存在”(5)MoSy被稱為潤(rùn)滑之王,其穩(wěn)定晶體的晶胞結(jié)構(gòu)的透視圖與正視圖如圖所示,晶胞參數(shù)α=β=90°,γ=60°,原子間距a=b=c,則y=;晶胞中與Mo原子距離最近且相等的S原子數(shù)目為。

答案:(1)2MoS2+6Na2CO3+9O22Na2MoO4+4Na2SO4+6CO2(2)Fe2O3、NiO(3)1.2當(dāng)Na2CO3的用量比從1.0增加到1.2時(shí),鉬的浸出率明顯增加,當(dāng)Na2CO3用量比從1.2增加到1.3時(shí),鉬的浸出率增加不大,但CO3(4)0.70不存在(5)26解析:向鎳鉬礦(主要成分是MoS2、NiS、FeS2)通入空氣,加入碳酸鈉焙燒產(chǎn)生CO2,水浸后除去的“濾渣1”的成分為Fe2O3、NiO,加入硫酸鎂凈化除去的“濾渣2”的成分為氫氧化鎂,濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶得到硫酸鈉,向溶液中加入D318-Ⅲ樹(shù)脂進(jìn)行離子交換,再加入氨水解析得到“解析液”,處理后得到鉬酸銨。(1)由題中信息可知,含Mo的產(chǎn)物為Na2MoO4,沒(méi)有含硫氣態(tài)物質(zhì)生成,結(jié)合流程可知硫元素被氧化為最高價(jià)的鹽Na2SO4,流程中生成CO2,則“焙燒”過(guò)程中MoS2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MoS2+6Na2CO3+9O22Na2MoO4+4Na2SO4+6CO2。(2)FeS2被氧化為Fe2O3,Fe2O3不溶于堿性的碳酸鈉溶液成為濾渣,由題中信息可知Ni以+2價(jià)氧化物NiO存在,NiO也不溶于堿性碳酸鈉溶液,則“濾渣1”的主要成分為Fe2O3、NiO。(3)由圖可知,當(dāng)Na2CO3實(shí)驗(yàn)用量與理論用量的比值從1.0增加到1.2時(shí),鉬的浸出率明顯增加,當(dāng)Na2CO3實(shí)驗(yàn)用量與理論用量的比值從1.2增加到1.3時(shí),鉬的浸出率增加不大,但CO32-的殘留濃度顯著增大,故最佳用量比選擇1(4)c(CO32-)=3.00g·L-1,轉(zhuǎn)換單位后c(CO32-)=3.00g·L-160g·mol-1=0.05mol·L-1,完全沉淀此部分CO32-需c(Mg2+)=0.05mol·L-1,當(dāng)CO32-沉淀完全后溶液中c(Mg2+)=Ksp(MgCO3)c(CO32-)=6.5×10-61×10-5mol·L-1=0.65mol·L-1,合計(jì)c(Mg2+)=(0.05+0.65)mol·L-1=0.70mol·L-1,故每升溶液中需加入0.70molMgSO4。若“凈化”完成后溶液pH=8,則此時(shí)溶液中c(H+)=10-8(5)由圖可知,一個(gè)晶胞中含有2個(gè)Mo原子,4個(gè)S原子,故1∶y=2∶4,y=2;晶胞中與S原子距離最近且相等的Mo原子數(shù)目為3,故晶胞中與Mo原子距離最近且相等的S原子數(shù)目為6。4.(12分)(2024·廣西柳州三模)氯氧化鉍(BiOCl)廣泛用于彩釉調(diào)料、塑料助劑、油漆調(diào)色等。工業(yè)上常用輝鉍礦(主要成分是Bi2S3,還含有少量SiO2、鐵的氧化物等雜質(zhì))為原料制備氯氧化鉍。已知:①Bi3+在pH=1時(shí)開(kāi)始水解,pH≥3時(shí)幾乎完全水解為白色的BiOCl沉淀;②該工藝下,有關(guān)金屬離子開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH見(jiàn)下表。金屬離子Fe3+Fe2+開(kāi)始沉淀的pH1.97.2沉淀完全的pH2.98.2(1)鉍與氮同主族,且位于元素周期表的第六周期,基態(tài)Bi原子的價(jià)層電子排布式為。

(2)“浸渣”的主要成分是S和,“浸取”時(shí)生成S的離子方程式為

。

(3)“充分?jǐn)嚢琛睍r(shí)加入鹽酸羥胺的目的是。

(4)加入碳酸鈉粉末制取BiOCl時(shí),溶液pH需控制的合理范圍為,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(5)氯氧化鉍(BiOCl)可用作鉀離子電池(有機(jī)化合物作離子導(dǎo)體)的負(fù)極材料,充電時(shí)嵌入K+,BiOCl被還原為Bi,則陰極的電極反應(yīng)式是

。

(6)鉍的一種氧化物的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知最近的兩個(gè)鉍離子之間的距離為apm,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為g·cm-3(列出計(jì)算式即可)。

答案:(1)6s26p3(2)SiO2Bi2S3+6Fe3+2Bi3++3S+6Fe2+(3)將鐵離子還原為亞鐵離子,避免后續(xù)調(diào)節(jié)pH時(shí)鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀(4)3~7.2BiCl3+H2OBiOCl↓+2HCl(5)BiOCl+3e-+3K+Bi+KCl+K2O(6)4×241(解析:向輝鉍礦加入氯化鐵和鹽酸進(jìn)行浸取,鐵離子具有氧化性,將硫氧化為硫單質(zhì),二氧化硅不反應(yīng),硫單質(zhì)和二氧化硅成為濾渣,濾液中含有Bi3+、Fe3+,加入鹽酸羥胺將鐵離子還原為亞鐵離子,避免后續(xù)調(diào)節(jié)pH時(shí)鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀,然后加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH,結(jié)合題干可知,調(diào)節(jié)pH在3~7.2可使Bi3+完全水解為BiOCl沉淀,且無(wú)其他沉淀。(1)鉍與氮均為ⅤA族元素,鉍位于元素周期表的第六周期,則基態(tài)Bi原子的價(jià)層電子排布式為6s26p3。(2)由分析可知,“浸渣”的主要成分是S和SiO2,“浸取”時(shí)生成S的離子方程式為Bi2S3+6Fe3+2Bi3++3S+6Fe2+。(3)“充分?jǐn)嚢琛睍r(shí)加入鹽酸羥胺的目的是將鐵離子還原為亞鐵離子,避免后續(xù)調(diào)節(jié)pH時(shí)鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀。(4)已知pH≥3時(shí)Bi3+幾乎完全水解為白色的BiOCl沉淀,且不能使得亞鐵離子沉淀,則加入碳酸鈉粉末制取BiOCl時(shí),溶液pH需控制的合理范圍為3~7.2;Bi3+水解為白色的BiOCl沉淀,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為BiCl3+H2OBiOCl↓+2HCl。(5)充電過(guò)程為電解池,電解池中陰極發(fā)生還原反應(yīng),電解池中有機(jī)化合物作離子導(dǎo)體,充電時(shí)嵌入K+,則BiOCl得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Bi,電極反應(yīng)式為BiOCl+3e-+3K+Bi+KCl+K2O。(6)已知最近的兩個(gè)鉍離子之間的距離為apm,由圖可知最近距離是面對(duì)角線的二分之一,則晶胞邊長(zhǎng)為2apm;根據(jù)“均攤法”,晶胞中含8×18+6×12=4個(gè)Bi、8個(gè)O,則晶體密度為4MNA(2a)3×1030g·cm-3=5.(14分)(2024·廣東湛江二模)釩和鉻都是重要的戰(zhàn)略金屬,利用釩、鉻廢渣(主要成分為NaVO3和Na2CrO4,還含有其他難溶物)分離回收釩、鉻的工藝流程如圖所示。已知:常溫下,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10,Ksp(CuCrO4)=3.6×10-6?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)鉻原子的價(jià)層電子軌道表示式為。

(2)釩、鉻廢渣“水浸”前,先要進(jìn)行粉碎處理,為提高浸取效率,還可采取的措施有(任寫一點(diǎn))。

(3)“沉釩”得到的含釩產(chǎn)物為釩酸鈣(CaO·V2O5),該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

(4)“沉鉻”時(shí),鉻轉(zhuǎn)化為CuCrO4沉淀,“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(5)向“沉釩后液”中加入足量BaCO3,可將其中的鉻轉(zhuǎn)化為BaCrO4沉淀,鉻的理論轉(zhuǎn)化率為%(保留三位有效數(shù)字)。

(6)復(fù)合材料氧鉻酸鈣的立方晶胞如圖所示。①該晶體的化學(xué)式為。

②已知該晶體的密度為ρg·cm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則相鄰Ca與Cr之間的最短距離為pm(列出計(jì)算式即可)。

答案:(1)(2)延長(zhǎng)浸取時(shí)間(或適當(dāng)升高溫度、攪拌等)(3)2NaVO3+CaO+H2OCaO·V2O5+2NaOH(4)CuCrO4+2OH-CrO42-(5)97.7(6)①CaCrO3②340+52+16×3ρN解析:釩、鉻廢渣(主要成分有NaVO3和Na2CrO4,還含有其他難溶物)經(jīng)過(guò)水浸后,“浸取液”中含有NaVO3和Na2CrO4,加入生石灰沉釩得到釩酸鈣,經(jīng)過(guò)一系列步驟之后得到五氧化二釩?！俺菱C后液”的主要成分是Na2CrO4,經(jīng)過(guò)酸化、加入氧化銅轉(zhuǎn)化為CuCrO4沉淀,加入氫氧化鈉進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化得到氫氧化銅沉淀和Na2CrO4溶液,經(jīng)過(guò)冷卻結(jié)晶得到Na2CrO4。(1)基態(tài)鉻原子的價(jià)層電子軌道表示式為。(2)為提高浸取效率,還可采取的措施有延長(zhǎng)浸取時(shí)間、適當(dāng)升高溫度、攪拌等。(3)“沉釩”過(guò)程加入氧化鈣與溶液中的NaVO3生成釩酸鈣,化學(xué)方程式為2NaVO3+CaO+H2OCaO·V2O5+2NaOH。(4)“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中CuCrO4沉淀與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和Na2CrO4,離子方程式為CuCrO4+2OH-CrO42-+Cu(OH)(5)根據(jù)BaCO3和BaCrO4的Ksp可知,“沉鉻”時(shí)的離子方程式為BaCO3+CrO42-BaCrO4+CO32-,K=c(CO32(6)①根據(jù)“均攤法”進(jìn)行計(jì)算:Ca位于頂角,Ca的數(shù)目為8×18=1,O位于面心,O的數(shù)目為6×12=3,Cr位于體心,Cr的數(shù)目為1,所以晶體的化學(xué)式為CaCrO3。②已知該晶體的密度為ρg·cm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為apm,則ρ=40+52+16×3(a×10-10)3NA,可以求得a=340+52+16×3ρN6.(15分)(2024·廣東廣州一模)對(duì)廢舊鋰離子電池的正極材料(主要成分為L(zhǎng)iCoO2,還含有少量Al、Fe、Mn、Ni等元素)進(jìn)行回收可有效利用金屬資源,一種回收利用工藝流程如下:已知:①常溫下,丁二酮肟是白色晶體,不溶于水,可溶于乙醇等有機(jī)溶劑。②常溫下,部分氫氧化物的Ksp如下表:氫氧化物Co(OH)2Co(OH)3Al(OH)3Fe(OH)3Ksp3.0×10-151.6×10-441.3×10-332.8×10-39回答下列問(wèn)題:(1)“酸浸還原”中LiCoO2轉(zhuǎn)化為Co2+,氧化產(chǎn)物是SO42-(2)“濾渣2”的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3和MnO2,Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2的離子方程式是

;

常溫下,“氧化調(diào)pH”后的濾液中Co2+的濃度為17.7g·L-1,為盡可能多地提取Co2+,應(yīng)控制溶液的pH不大于。

(3)“轉(zhuǎn)化”中由Co2+轉(zhuǎn)化為[Co(NH3)6]3+的離子方程式為

。

(4)“沉鎳”中丁二酮肟與[Ni(NH3)6]2+反應(yīng)生成丁二酮肟鎳的過(guò)程可表示為從濾渣3中分離出丁二酮肟固體的方法是。

(5)“鋰鈷分離”可產(chǎn)生能重復(fù)利用的物質(zhì)是。

(6)層狀LiCoO2的結(jié)構(gòu)如圖所示,層狀LiCoO2中一個(gè)Co周圍與其最近的O的個(gè)數(shù)是;以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),例如圖中原子1的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),則原子2和原子3的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為、。

答案:(1)8∶1(2)Mn2++ClO-+H2OMnO2↓+2H++Cl-7.0(3)4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH4+4[Co(NH3)6]3++22H2(4)加入鹽酸,充分反應(yīng)后過(guò)濾(5)氨水(6)6(0,0,12)(0,1,1解析:由題給流程可知,向正極材料中加入硫酸和硫代硫酸鈉混合溶液酸浸還原,將鈷酸鋰轉(zhuǎn)化為亞鈷離子和鋰離子,材料中含有的少量金屬元素轉(zhuǎn)化為可溶的硫酸鹽,過(guò)濾得到濾渣和濾液;向?yàn)V液中加入次氯酸鈉溶液,將溶液中的亞鐵離子、鋁離子、錳離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁、二氧化錳沉淀,過(guò)濾得到含有氫氧化鐵、氫氧化鋁、二氧化錳的濾渣和濾液;濾液中的鎳離子與濃氨水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為六氨合鎳離子,亞鈷離子與氨水、銨根離子、氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為六氨合鈷離子,向轉(zhuǎn)化后的溶液中加入丁二酮肟的乙醇溶液,將溶液中的六氨合鎳離子轉(zhuǎn)化為丁二酮肟鎳沉淀,過(guò)濾得到含有丁二酮肟鎳的濾渣和濾液,向?yàn)V渣中加入鹽酸,充分反應(yīng)后過(guò)濾得到丁二酮肟固體和二氯化鎳溶液,向?yàn)V液中加入鹽酸,將溶液中的六氨合鈷離子轉(zhuǎn)化為鈷離子和銨根離子,再加入氫氧化鈉溶液,將溶液中的鈷離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鈷沉淀、銨根離子轉(zhuǎn)化為一水合氨,過(guò)濾得到鈷的氫氧化物和含鋰離子和一水合氨的溶液。(1)由化合價(jià)代數(shù)和為0可知,鈷酸鋰中鈷元素的化合價(jià)為+3價(jià),硫代硫酸鈉中硫元素的化合價(jià)為+2價(jià),由題意可知,“酸浸還原”時(shí),鈷酸鋰中鈷元素被還原為亞鈷離子,硫代硫酸根離子被氧化為硫酸