【題目】磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料,具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點,文獻報道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備;卮鹣铝袉栴}:
(1)在周期表中,與Li的化學性質最相似的鄰族元素是________,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)_________(填“相同”或“相反”)。
(2)FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結構式為________,其中Fe的配位數為_____________。
(3)苯胺)的晶體類型是__________。苯胺與甲苯()的相對分子質量相近,但苯胺的熔點(-5.9℃)、沸點(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(-95.0℃)、沸點(110.6℃),原因是___________。
(4)NH4H2PO4中,電負性最高的元素是______;P的_______雜化軌道與O的2p軌道形成_______鍵。
(5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽,而直鏈的多磷酸鹽則是一種復雜磷酸鹽,如:焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示:
這類磷酸根離子的化學式可用通式表示為____________(用n代表P原子數)。
【答案】Mg 相反 4 分子晶體 苯胺分子之間存在氫鍵 O sp3 σ (PnO3n+1)(n+2)-
【解析】
這道選修題涉及到了元素周期表和對角線原則、核外電子排布式的寫法、配位物的形成,以及熔沸點的判斷方式和分子晶體的判斷方法。電負性的判斷和雜化軌道的計算。
(1)根據元素周期表和對角線原則可知與鋰化學性質相似的是鎂,鎂的最外層電子數是2,占據s軌道,s軌道最多容納2個電子,所以自旋方向相反。
(2)氯化鐵的雙聚體,就是兩個氯化鐵相連接在一起,已知氯化鐵的化學鍵有明顯的共價性所以仿照共價鍵的形式將兩個氯化鐵連接在一起,即結構式為,因此Fe的配位數為4。
(3)大多數有機物都是分子晶體,除了一部分有機酸鹽和有機堿鹽是離子晶體。苯胺比甲苯的熔沸點都高,同一種晶體類型熔沸點不同首先要考慮的就是是否有氫鍵,苯胺中存在電負性較強的N所以可以形成氫鍵,因此比甲苯的熔沸點高。
(4)電負性與非金屬性的大小規(guī)律相似,從左到右依次增大,O就是最大的。計算出P的雜化類型是sp3,與氧原子形成的是磷氧雙鍵,其中p軌道是σ,與氫氧形成的是單鍵。
(5)可以根據磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化學式推導:PO42-、P2O74-、P3O105-:
磷原子的變化規(guī)律為:1,2,3,4,n
氧原子的變化規(guī)律為:4,7,10,3n+1
酸根的變化規(guī)律為:3,4,5,n+2
因此這類磷酸根離子的化學式可用通式表示為[PnO(3n+1)](n+2)-。
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【題目】下列說法正確的是
A. NH4Cl晶體中只含離子鍵
B. CH4、SiH4、GeH4分子間作用力依次增大
C. 金剛石是原子晶體,加熱融化時需克服分子間作用力與共價鍵
D. NH3和CO2兩種分子中,每個原子的最外層都具有8電子穩(wěn)定結構
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【題目】白色固體混合物A,含有KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4中的幾種,常溫常壓下進行如下實驗。
下列推斷不正確的是
A. 無色溶液B的pH≥7
B. 白色固體F的主要成分是H2SiO3
C. 混合物A中有Na2SiO3、CuSO4和CaCO3
D. 在無色溶液B中加HNO3酸化,無沉淀;再滴加AgNO3,若有白色沉淀生成,說明混合物A中有KCl
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【題目】某興趣小組在定量分析了鎂渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基礎上,按如下流程制備六水合氯化鎂(MgCl2·6H2O)。
相關信息如下:
①700℃只發(fā)生MgCO3和Mg(OH)2的分解反應。
②NH4Cl溶液僅與體系中的MgO反應,且反應程度不大。
③“蒸氨”是將氨從固液混合物中蒸出來,且須控制合適的蒸出量。
請回答:
(1) 下列說法正確的是________。
A.步驟Ⅰ,煅燒樣品的容器可以用坩堝,不能用燒杯和錐形瓶
B.步驟Ⅲ,蒸氨促進平衡正向移動,提高MgO的溶解量
C.步驟Ⅲ,可以將固液混合物C先過濾,再蒸氨
D.步驟Ⅳ,固液分離操作可采用常壓過濾,也可采用減壓過濾
(2) 步驟Ⅲ,需要搭建合適的裝置,實現蒸氨、吸收和指示于一體(用硫酸溶液吸收氨氣)。
①選擇必須的儀器,并按連接順序排列(填寫代表儀器的字母,不考慮夾持和橡皮管連接):熱源→________。
②為了指示蒸氨操作完成,在一定量硫酸溶液中加指示劑。請給出并說明蒸氨可以停止時的現象________。
(3) 溶液F經鹽酸酸化、蒸發(fā)、結晶、過濾、洗滌和低溫干燥得到產品。取少量產品溶于水后發(fā)現溶液呈堿性。
①含有的雜質是________。
②從操作上分析引入雜質的原因是________。
(4) 有同學采用鹽酸代替步驟Ⅱ中的NH4Cl溶液處理固體B,然后除雜,制備MgCl2溶液。已知金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍:
金屬離子 | pH | |
開始沉淀 | 完全沉淀 | |
Al3+ | 3.0 | 4.7 |
Fe3+ | 1.1 | 2.8 |
Ca2+ | 11.3 | - |
Mg2+ | 8.4 | 10.9 |
請給出合理的操作排序(從下列操作中選取,按先后次序列出字母,操作可重復使用):固體B→a→(___)→(___)→(___)→(___)→(___)→(___)→MgCl2溶液→產品。
a.用鹽酸溶解 b.調pH=3.0 c.調pH=5.0 d.調pH=8.5
e.調pH=11.0 f.過濾 g.洗滌
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【題目】已知甲、乙、丙、X是四種中學化學中常見的物質,其轉化關系如圖所示.則甲和X不可能是( )
A. 甲為C,X為O2 B. 甲為SO2,X為NaOH溶液
C. 甲為Fe,X為Cl2 D. 甲為AlCl3,X為NaOH溶液
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【題目】右下表為元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W為短周期元素,W元素的核電荷數為X元素的2倍。下列說法正確的是( )
A. X、W、Z元素的原子半徑及它們的氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性均依次遞增
B. Y、Z、W元素在自然界中均不能以游離態(tài)存在,它們的最高價氧化物的水化物的酸性依次遞增
C. YX2晶體熔化、液態(tài)WX3氣化均需克服分子間作用力
D. 根據元素周期律,可以推測T元素的單質具有半導體特性,T2X3具有氧化性和還原性
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【題目】在一定條件下,將1.00molN2(g)與3.00molH2(g)混合于一個10.0L密閉容器中,在不同溫度下達到平衡時NH3(g)的平衡濃度如圖所示。其中溫度為T1時平衡混合氣體中氨氣的體積分數為25.0%。
(1)該反應在T1溫度下5.0min達到平衡,這段時間內N2的化學反應速率為_____________。
(2)T1溫度下該反應的化學平衡常數K1=______________。
(3)T1溫度時,若測得容器中c(N2)=0.5mol/L,c(H2)=0.5mol/L,c(NH3)=0.5mol/L,在這種情況下,該反應是否處于平衡狀態(tài)__________(填是或否),此時反應速率是v正_______v逆(填>或<或=)。
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【題目】設NA為阿伏伽德羅常數的數值,下列說法正確的是
A. 0.1 mol H2和0.1 mol I2在密閉容器中充分反應后,其分子總數等于0.2 NA
B. 向密閉容器中充入2 mol NO2一段時間后,容器中的分子數為2 NA
C. 1 L 0.1 mol/L H3PO4溶液中含H+數目為0.3 NA
D. 1 L 0.1 mol/L NH4Cl溶液中含有NH4+數目為0.1 NA
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【題目】如圖所示為高溫超導領域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結構,該結構是具有代表性的最小重復單位。
(1)在該物質的晶體結構中,每個鈦離子周圍與它最接近且距離相等的鈦離子、鈣離子各有__、__個。
(2)該晶體結構中,元素氧、鈦、鈣的離子個數比是__.該物質的化學式可表示為__。
(3)若鈣、鈦、氧三元素的相對原子質量分別為a,b,c,晶體結構圖中正方體邊長(鈦離子之間的距離)為dnm(1nm=10﹣9m),則該晶體的密度為__g/cm3。
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