利用四辛基磷油酸型离子液体(结构如下图“无环状结构”)可回收三元握正极材料()中的金属离子。
(1)中电负性最大的元素基态原子的价电子排布式为___________ 。
(2)中P原子的杂化类型为___________ ;含有键的数目为___________ 。
(3)某()晶胞如图所示,每层原子种类相同。①每个晶中含有的单元数有___________ 个。
②该晶体中Ni元素的化合价为___________ 。
(4)回收过程发生如下转化:
①从结构的角度分析难溶于水的原因为___________ 。
②提取金属离子能力:___________ (填“>”或”<”)。
③pH过低时,提取金属离子能力减弱的原因为___________ 。
回答下列问题:
(1)中电负性最大的元素基态原子的价电子排布式为
(2)中P原子的杂化类型为
(3)某()晶胞如图所示,每层原子种类相同。①每个晶中含有的单元数有
②该晶体中Ni元素的化合价为
(4)回收过程发生如下转化:
①从结构的角度分析难溶于水的原因为
②提取金属离子能力:
③pH过低时,提取金属离子能力减弱的原因为
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更新时间:2023-08-14 18:18:06
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐1】铼(Re)是一种熔点高、耐磨、耐腐蚀的金属,广泛用于航天航空等领域。
某实验室制备铼的原理如下:
Ⅰ.①先与反应生成。
②滴入足量的含的氨水溶液,生成,同时有生成,装置如图1所示。
(1)仪器a的名称是___________ 。
(2)金属铼比同周期的Ba熔点高,从结构的角度解释原因是___________ 。
(3)生成的化学方程式是___________ 。
Ⅱ.用氢气还原Ⅰ中生成的得到Re。实验装置如图2所示。
(4)在加热实验装置前,先通入一段时间的氢气,再___________ ,最后点燃酒精灯;停止实验时,先关闭酒精灯,再持续通一段时间。制备Re反应的化学方程式为___________ 。
(5)铼可形成多种配位化合物,下图是它的一种配位化合物的结构(X表示卤素原子),其中碳原子的杂化方式为___________ ,Re的配位数为___________ 。
某实验室制备铼的原理如下:
Ⅰ.①先与反应生成。
②滴入足量的含的氨水溶液,生成,同时有生成,装置如图1所示。
(1)仪器a的名称是
(2)金属铼比同周期的Ba熔点高,从结构的角度解释原因是
(3)生成的化学方程式是
Ⅱ.用氢气还原Ⅰ中生成的得到Re。实验装置如图2所示。
(4)在加热实验装置前,先通入一段时间的氢气,再
(5)铼可形成多种配位化合物,下图是它的一种配位化合物的结构(X表示卤素原子),其中碳原子的杂化方式为
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解答题-结构与性质
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(0.65)
解题方法
【推荐2】磷和砷的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)红磷是巨型共价分子,无定型结构,下列方法能证明红磷是非晶体的是___________ 。
A质谱法 B.原子发射光谱法 C.核磁共振谱法 D.X射线衍射法
(2)第一电离能介于、P之间的第三周期元素有___________ 种。分子中心原子的杂化方式为___________ 。
(3)基态原子的核外电子排布式为___________ ,原子的逐级电离能数据如下:
为什么第五电离能与第六电离能相差较大?___________ 。
(4)黑磷是新型二维半导体材料,具有片层结构(如下图所示),P原子的杂化方式为___________ ,层与层之间的相互作用为___________ 。
(5)的熔点为,且熔融状态不导电,其晶胞结构如图所示,该晶体的类型为___________ 。Ga,每个原子周围最近的原子数目为___________ ,一个晶胞中配位键的数目为___________ 。
(6)已知的密度为,摩尔质量为,阿伏加德罗常数用表示,则晶胞中最近的和原子核间距为___________ (列式表示)。
(1)红磷是巨型共价分子,无定型结构,下列方法能证明红磷是非晶体的是
A质谱法 B.原子发射光谱法 C.核磁共振谱法 D.X射线衍射法
(2)第一电离能介于、P之间的第三周期元素有
(3)基态原子的核外电子排布式为
第一电离能 | 第二电离能 | 第三电离能 | 第四电离能 | 第五电离能 | 第六电离能 |
947.0 | 1798 | 2735 | 4837 | 6043 | 12310 |
为什么第五电离能与第六电离能相差较大?
(4)黑磷是新型二维半导体材料,具有片层结构(如下图所示),P原子的杂化方式为
(5)的熔点为,且熔融状态不导电,其晶胞结构如图所示,该晶体的类型为
(6)已知的密度为,摩尔质量为,阿伏加德罗常数用表示,则晶胞中最近的和原子核间距为
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解答题-结构与性质
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(0.65)
解题方法
【推荐3】能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。
(1)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)薄膜电池等。镉(Cd)在周期表中位于第五周期与Zn同族,则Cd的价电子排布式为___________ 。第一电离能:Ga________ As(填“大于”或“小于”或“等于”)。分子的VSEPR模型为___________ 。
(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能,在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途。富勒烯()的结构如图所示,分子中碳原子轨道的杂化类型为___________ ,可形成___________ 晶体,1个分子中键的数目为___________ 个。
(3)三氟化氮()是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在太阳能电池制造中得到广泛应用。的沸点比___________ (填“高”或“低”)。原因是___________ 。
(4)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。具有反萤石结构,晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.4665nm,阿伏加德罗常数值为,则的密度为___________ g/cm3(列出计算式)。
(1)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)薄膜电池等。镉(Cd)在周期表中位于第五周期与Zn同族,则Cd的价电子排布式为
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(3)三氟化氮()是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在太阳能电池制造中得到广泛应用。的沸点比
(4)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。具有反萤石结构,晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.4665nm,阿伏加德罗常数值为,则的密度为
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解答题-无机推断题
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【推荐1】如表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表某一化学元素。试回答下列问题:
(1)基态e原子核外电子排布式为___________ ,占据最高能级电子的电子云轮廓图为___________ 形,基态e原子核外共有___________ 种不同能级的电子。
(2)基态i原子核外电子排布式为___________ ,位于元素周期表中___________ ,从轨道结构角度考虑Q的两种价态离子中更稳定的为___________ (写出离子符号)。
(3)g元素基态原子的价电子排布式为___________ 。
(4)写出元素h的价层电子轨道表示式___________ 。
(5)第35号元素位于元素周期表的___________ 区。
(1)基态e原子核外电子排布式为
(2)基态i原子核外电子排布式为
(3)g元素基态原子的价电子排布式为
(4)写出元素h的价层电子轨道表示式
(5)第35号元素位于元素周期表的
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解答题-结构与性质
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(0.65)
【推荐2】磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。
(1)磷在元素周期表中的位置是_______ ;基态磷原子价电子排布式_______ 。
(2)磷元素有白磷、黑磷等常见的单质。
①白磷()是分子晶体,易溶于,难溶于水,可能原因是_______ 。
②黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料,其晶体是与石墨类似的层状结构,如下图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是_______ (填字母序号)。
a.黑磷与白磷互为同分异构体 b.黑磷中磷原子采取杂化
c.黑磷能导电 d.黑磷属于混合型晶体
(3)与水会形成黄色的配离子,为避免颜色干扰,常在溶液中加入形成无色的,此配离子中_______ (填写化学式)是中心离子,空间构型是_______ 。
(4)第IIIA族磷化物均为共价化合物,被广泛用于高温技术、新型电子产品等领域。
①实验测定磷化铝和磷化铟的熔点分别为2000℃、1070℃,从结构角度说明其熔点差异的原因_____ 。
②磷化硼是一种半导体材料,晶胞结构如图所示,磷化硼的化学式是_______ ,已知晶胞边长a pm,阿伏加德罗常数为,磷化硼晶体的密度是_______
(1)磷在元素周期表中的位置是
(2)磷元素有白磷、黑磷等常见的单质。
①白磷()是分子晶体,易溶于,难溶于水,可能原因是
②黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料,其晶体是与石墨类似的层状结构,如下图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是
a.黑磷与白磷互为同分异构体 b.黑磷中磷原子采取杂化
c.黑磷能导电 d.黑磷属于混合型晶体
(3)与水会形成黄色的配离子,为避免颜色干扰,常在溶液中加入形成无色的,此配离子中
(4)第IIIA族磷化物均为共价化合物,被广泛用于高温技术、新型电子产品等领域。
①实验测定磷化铝和磷化铟的熔点分别为2000℃、1070℃,从结构角度说明其熔点差异的原因
②磷化硼是一种半导体材料,晶胞结构如图所示,磷化硼的化学式是
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【推荐3】完成下列问题。
(1)在配合物[Cu(NH3)4]SO4中,___________ 是中心离子,提供电子对形成配位键的原子是___________ 。
(2)基态Cr原子的核外电子排布式为___________ 。
(3)下列羧酸:①CF3COOH ②CH3COOH ③CH2FCOOH ④CH2ClCOOH ⑤CH3CH2COOH,酸性由强到弱的顺序为___________ (填标号)。
(4)石墨晶体中横向与纵向的导电性不同,这说明晶体性质表现___________ 。
a.自范性 b.各向异性 c.各向同性
(5)基态硫原子占据最高能级的电子云轮廓图形状为___________ 。
(6)下列有关超分子的说法正确的是_______ 。。
A.超分子是由两个或两个以上分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体
B.细胞膜中的磷脂分子的双层膜结构、冠醚与金属离子的聚集体都能看作超分子
C.分离C60和C70时,先是杯酚和C70形成超分子
(7)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,乙图为甲图的俯视图,若A点坐标为(0,0,0),B点坐标为,则D点坐标为_______ 。
(1)在配合物[Cu(NH3)4]SO4中,
(2)基态Cr原子的核外电子排布式为
(3)下列羧酸:①CF3COOH ②CH3COOH ③CH2FCOOH ④CH2ClCOOH ⑤CH3CH2COOH,酸性由强到弱的顺序为
(4)石墨晶体中横向与纵向的导电性不同,这说明晶体性质表现
a.自范性 b.各向异性 c.各向同性
(5)基态硫原子占据最高能级的电子云轮廓图形状为
(6)下列有关超分子的说法正确的是
A.超分子是由两个或两个以上分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体
B.细胞膜中的磷脂分子的双层膜结构、冠醚与金属离子的聚集体都能看作超分子
C.分离C60和C70时,先是杯酚和C70形成超分子
(7)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,乙图为甲图的俯视图,若A点坐标为(0,0,0),B点坐标为,则D点坐标为
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解答题-无机推断题
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【推荐1】有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述:
完成下列填空:
(1)A的离子结构示意图是_____________ ,元素 D在周期表中的位置是_____________________ 。
(2)基态 A原子第一电离能_________ 基态 B原子第一电离能(填“>”、“<”或“=”),基态 C原子核外电子共有_________ 种空间运动状态。
(3)单质 C的结构式是_________ ,其化学性质稳定的原因是_____________________ 。
(4)C元素的简单气态氢化物中心原子的杂化方式为_________ ,分子构型为_________ ,与 H2S分子内共价键键角相比,较大的是_________ 。
(5)D元素的气态氢化物与 HF分子相比,沸点较大的是_________ ,请说明原因_____________________ 。
元素 | 结构、性质等信息 |
A | 是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂 |
B | 与 同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性 |
C | 元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂 |
D | 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂 |
(1)A的离子结构示意图是
(2)基态 A原子第一电离能
(3)单质 C的结构式是
(4)C元素的简单气态氢化物中心原子的杂化方式为
(5)D元素的气态氢化物与 HF分子相比,沸点较大的是
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解答题-结构与性质
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【推荐2】在HClO4-NaClO4介质中,K5[Co3+O4W12O36](简记为Co3+W)催化氧化NH2OH的过程如下:
(1)Co2+基态核外电子排布式为________ 。
(2)NH2OH分子中氮原子轨道的杂化类型是_______ ,lmolNH2OH分子中含有σ键的数目为_______ 。
(3)N、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_________ 。
(4)ClO4-的空间构型为__________ 。
(5)一种铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如右图所示,其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心,每个铁原子又为两个八面体共用,则该化合物的化学式为_________ 。
(1)Co2+基态核外电子排布式为
(2)NH2OH分子中氮原子轨道的杂化类型是
(3)N、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为
(4)ClO4-的空间构型为
(5)一种铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如右图所示,其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心,每个铁原子又为两个八面体共用,则该化合物的化学式为
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解答题-结构与性质
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【推荐3】党的十八大以来,我国在科技创新和重大工程建设方面取得了丰硕成果,在新时代更需要新科技创新世界。2018年3月5日,《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现,第一作者均为中国科大10级少年班现年仅21岁的曹原。曹原团队在双层石墨烯中发现新的电子态,可以简单实现绝缘体到超导体的转变。石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲),石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(如图乙)。
(1)图乙中1号C与相邻C有无形成π键__________ (填“有”、或“无”)。
(2)图甲中1号C的杂化方式________ 。该C与相邻C形成的键角______ (填“>”、“<”或“=”)1200。
(3)我国制墨工艺是将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水,在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定,其原因是____________________ 。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为______________ ,该材料的化学式为_______________ 。
(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为___________ (用含π的代数式表示)。
(6)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_________ ;
②有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,结合图表从物质结构及性质的角度分析,该设想能否实现:________ (填“能”、或“否”)。
可燃冰与二氧化碳替换的水合物的熔点较高的是_________ 。
(1)图乙中1号C与相邻C有无形成π键
(2)图甲中1号C的杂化方式
(3)我国制墨工艺是将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水,在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定,其原因是
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为
(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为
(6)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是
②有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,结合图表从物质结构及性质的角度分析,该设想能否实现:
可燃冰与二氧化碳替换的水合物的熔点较高的是
参数 分子 | 分子直径/nm | 分子与H2O的结合能E/(kJ·mol-1) |
CH4 | 0.436 | 16.40 |
CO2 | 0.512 | 29.91 |
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解题方法
【推荐1】不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等腐蚀。不锈钢中含有Fe、Cr等元素。回答下列问题:
(1)铬(Cr)的价电子排布图为______
(2)亚铁氰化钾别名黄血盐,化学式:,加入食盐中可防止食盐板结。其中C、N、O三元素的第一电离能由小到大顺序为______ 。O和N的简单氢化物沸点明显高于CH4原因是______ ,其不含结晶水的盐结构如图所示,其中C原子的杂化方式为______ 。
(3)1mol的中含有的共价键物质的量为______ mol,该配位化合物的配位原子为______ 。
(4)用______ 实验可以直接确定某固体是否是晶体,某种铁铬合金的晶胞如图所示,该晶体堆积模型为______ ,空间利用率是______ ;若已知该晶胞的棱长为a pm,则该晶胞的密度为______ g/cm3。
(1)铬(Cr)的价电子排布图为
(2)亚铁氰化钾别名黄血盐,化学式:,加入食盐中可防止食盐板结。其中C、N、O三元素的第一电离能由小到大顺序为
(3)1mol的中含有的共价键物质的量为
(4)用
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【推荐2】2019年诺贝尔化学奖由来自美、英、日的三人分获,以表彰他们在锂离子电池研究方面做出的贡献,他们最早发明用LiCoO2作离子电池的正极,用聚乙炔作负极。回答下列问题:
(1)基态Co原子价电子排布图为___________ 。第四电离能I4(Co)比I4(Fe)小,是因为___________ 。
(2)LiCl的熔点(605℃)比LiF的熔点(848℃)低,其原因是___________ 。
(3)锂离子电池的导电盐有LiBF4等,碳酸亚乙酯是一种锂离子电池电解液的添加剂。
①LiBF4中阴离子的空间构型是___________ 。
②碳酸亚乙酯分子中碳原子的杂化方式有___________ 。
(4)NH3的沸点比PH3的___________ ,原因是___________ ,H2O的键角小于NH3的,分析原因___________ 。
(5)阿拉班达石(alabandite)是一种属于立方晶系的硫锰矿,其晶胞如下图所示:
已知阿拉班达石晶胞中最近两个硫原子之间的距离为d(1=10-10 m),晶体密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数的值NA=___________ 。
(6)为更清晰地展示晶胞中原子所在的位置,晶体化学中常将立体晶胞结构转化为平面投影图。例如沿阿拉班达石晶胞的c轴将原子投影到ab平面,即可用下图表示。
下列晶体结构投影图可能表示MnO2晶体的是___________。
(1)基态Co原子价电子排布图为
(2)LiCl的熔点(605℃)比LiF的熔点(848℃)低,其原因是
(3)锂离子电池的导电盐有LiBF4等,碳酸亚乙酯是一种锂离子电池电解液的添加剂。
①LiBF4中阴离子的空间构型是
②碳酸亚乙酯分子中碳原子的杂化方式有
(4)NH3的沸点比PH3的
(5)阿拉班达石(alabandite)是一种属于立方晶系的硫锰矿,其晶胞如下图所示:
已知阿拉班达石晶胞中最近两个硫原子之间的距离为d(1=10-10 m),晶体密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数的值NA=
(6)为更清晰地展示晶胞中原子所在的位置,晶体化学中常将立体晶胞结构转化为平面投影图。例如沿阿拉班达石晶胞的c轴将原子投影到ab平面,即可用下图表示。
下列晶体结构投影图可能表示MnO2晶体的是___________。
A. | B. |
C. | D. |
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【推荐3】硫酸铈铵[(NH4)4Ce(SO4)4]是分析化学常用的滴定剂。以氯化铈(CeCl3)为主要原料合成硫酸铈铵的微型流程如下:回答下列问题:
(1)(NH4)2SO4中阴离子的中心原子杂化类型是___________ 。
(2)已知常温下,NH3·H2O的电离常数为Kb=1.8×10-5,H2CO3的电离常数:Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-12。NH4HCO3溶液显___________ (填“酸性” “碱性”或“中性”)。
(3)写出“沉铈”的离子方程式为___________ 。
(4)“灼烧”发生反应为2Ce2(CO3)(s)+O2(g)4CeO2(s)+6CO2(g)。某温度下,在体积可变的密闭反应器中充入足量的O2和Ce2(CO3)3(s),发生上述反应。测得平衡时CeO2的质量变化如图所示。随着压强增大,CeO2质量逐渐减小的原因是___________ 。
(5)CeO2的立方晶胞如图所示。NA为阿伏加德罗常数的值,两个铈离子最近距离为a nm。①晶胞中,氧离子填充在铈离子构成的空隙中,铈离子与距离最近铈离子构成的空隙构成___________ (填标号),这种空隙填充率为___________ %。
a.正四边形 b.正八面体 c.正四面体 d.三角锥形
②晶体密度为___________ g·cm-3(列出计算式即可)。
(1)(NH4)2SO4中阴离子的中心原子杂化类型是
(2)已知常温下,NH3·H2O的电离常数为Kb=1.8×10-5,H2CO3的电离常数:Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-12。NH4HCO3溶液显
(3)写出“沉铈”的离子方程式为
(4)“灼烧”发生反应为2Ce2(CO3)(s)+O2(g)4CeO2(s)+6CO2(g)。某温度下,在体积可变的密闭反应器中充入足量的O2和Ce2(CO3)3(s),发生上述反应。测得平衡时CeO2的质量变化如图所示。随着压强增大,CeO2质量逐渐减小的原因是
(5)CeO2的立方晶胞如图所示。NA为阿伏加德罗常数的值,两个铈离子最近距离为a nm。①晶胞中,氧离子填充在铈离子构成的空隙中,铈离子与距离最近铈离子构成的空隙构成
a.正四边形 b.正八面体 c.正四面体 d.三角锥形
②晶体密度为
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