1 . 2020年,智能材料已大量涌现,为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。
(1)快离子导体是具有优良离子导电能力的固体电解质。反应的产物分子中形成配位键提供孤电子对的配位原子名称是______ 。
(2)第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常称为高温半导体材料。基态Ga原子价电子排布图为______ ,第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有______ 种。
(3)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。钛(Ti)在元素周期表中位于______ (周期,族,区),钛(Ti)的基态原子M能层中有______ 种空间运动状态的电子。
(4)镍能形成多种配合物,如正四面体形的和正方形的、正八面体形的等。下列说法正确的有______ (填标号)。
A.CO与互为等电子体,其中CO分子内键和键个数之比为1∶2
B.在形成配合物时,其配位数只能为4
C.沸点:,因为分子间范德华力更强
D.键角:,因为的成键电子对间的排斥力更大
E.极性:F―C>Cl―C,因此酸性
(5)一种四方结构()的超导化合物汞钡铜氧晶体的晶胞如图所示。则汞钡铜氧晶体的密度为______ (设为阿伏加德罗常数的值)。
(1)快离子导体是具有优良离子导电能力的固体电解质。反应的产物分子中形成配位键提供孤电子对的配位原子名称是
(2)第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常称为高温半导体材料。基态Ga原子价电子排布图为
(3)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。钛(Ti)在元素周期表中位于
(4)镍能形成多种配合物,如正四面体形的和正方形的、正八面体形的等。下列说法正确的有
A.CO与互为等电子体,其中CO分子内键和键个数之比为1∶2
B.在形成配合物时,其配位数只能为4
C.沸点:,因为分子间范德华力更强
D.键角:,因为的成键电子对间的排斥力更大
E.极性:F―C>Cl―C,因此酸性
(5)一种四方结构()的超导化合物汞钡铜氧晶体的晶胞如图所示。则汞钡铜氧晶体的密度为
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2 . 锰酸锂()是锂电池的正极材料,有望取代。一种以废旧电池正极材料(主要成分为,其中Co为+3价,还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂)为原料制备的流程如下:回答下列问题:
(1)Ni位于元素周期表中___________ 区;基态Mn原子的价层电子轨道表示式为___________ 。
(2)“灼烧”的目的是___________ 。
(3)根据“酸浸”前后物质价态的变化,推测双氧水的作用是___________ 。
(4)“沉锰”过程中,溶液先变为紫红色,一段时间后紫红色褪去。溶液变为紫红色的原因是___________ (用离子方程式表示,加入溶液之前,锰以形式存在)。“紫红色褪去”后,还可能有的实验现象是___________ 。
(5)“合成”在600~750℃下进行,写出发生反应的化学方程式:___________ 。
(6)材料在脱锂过程中形成的某种晶体为六方晶系,结构如图,晶胞底面边长为a nm、高为b nm,,,设为阿伏加德罗常数的值。①晶胞中Li、Co、O的个数比为___________ 。
②该晶体的密度为___________ 。
(1)Ni位于元素周期表中
(2)“灼烧”的目的是
(3)根据“酸浸”前后物质价态的变化,推测双氧水的作用是
(4)“沉锰”过程中,溶液先变为紫红色,一段时间后紫红色褪去。溶液变为紫红色的原因是
(5)“合成”在600~750℃下进行,写出发生反应的化学方程式:
(6)材料在脱锂过程中形成的某种晶体为六方晶系,结构如图,晶胞底面边长为a nm、高为b nm,,,设为阿伏加德罗常数的值。①晶胞中Li、Co、O的个数比为
②该晶体的密度为
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3 . Co、La元素及其化合物在工业及生活方面有重要应用。回答下列问题:
(1)基态Co的价电子排布图_______ ,核外电子的空间运动状态有_______ 种。
(2)一定条件下,、、和反应可制得,反应的方程式为_______ ,的配位数为_______ 。区别和两种溶液的试剂是_______ 。
(3)的八配位金属羰基化合物的结构如图所示,作配体,配位原子为C,而不是O,其原因是_______ ,含_______ 键。(4)在储氢和超导等领域具有重要应用。高压下,中的每个结合4个形成类似的结构独立存在,即得到晶体。则_______ 。晶体的密度为_______ 。(写出计算式即可)
(1)基态Co的价电子排布图
(2)一定条件下,、、和反应可制得,反应的方程式为
(3)的八配位金属羰基化合物的结构如图所示,作配体,配位原子为C,而不是O,其原因是
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4 . 磷酸亚铁锂是重要的锂电池正极材料,一种利用硫酸法生产钛白粉过程的副产物硫酸亚铁(含钛、铜、锰、铅、锌、钙、镁等杂质离子)制备磷酸亚铁锂的生产流程如图。常温下各种硫化物溶度积常数如表:
(1)操作1、操作2的实验名称为_______ 。
(2)加入溶液的目的是_______ ,聚丙烯的作用是_______ 。
(3)向滤液2中加入溶液需控制溶液的,其原因为_______ ;反应生成的离子方程式为_______ 。
(4)已知:、。若取废液,测得浓度为浓度为,则至少需加入_______ 才能使废液中沉淀完全(当离子浓度,可认为沉淀完全)。
(5)锂离子电池充电时,作阳极,脱出部分,形成,当时,则电极材料中_______ 。
(6)已知的某种晶胞结构如图。晶胞参数为,以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。则A原子的坐标为原子的坐标为。设为阿伏加德罗常数的值。①请在晶胞结构图上指出原子坐标为的原子_______ (在图中标出,可用头指明)。
②距离原子最近且等距离的原子的数目为_______ 。
③该晶胞的密度为_______ (列出计算式即可)。
物质 | |||||
(1)操作1、操作2的实验名称为
(2)加入溶液的目的是
(3)向滤液2中加入溶液需控制溶液的,其原因为
(4)已知:、。若取废液,测得浓度为浓度为,则至少需加入
(5)锂离子电池充电时,作阳极,脱出部分,形成,当时,则电极材料中
(6)已知的某种晶胞结构如图。晶胞参数为,以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。则A原子的坐标为原子的坐标为。设为阿伏加德罗常数的值。①请在晶胞结构图上指出原子坐标为的原子
②距离原子最近且等距离的原子的数目为
③该晶胞的密度为
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5 . 硅(Si)、硒(Se)、镓(Ga)、锗(Ge)的单质及某些化合物都是航空航天测控、光纤通信等领域常用的半导体材料。回答下列问题:
(1)制造手机芯片需要高纯度硅,晶体硅属于___________ 晶体,可溶于氢氟酸生成氢气。写出晶体硅与氢氟酸反应的化学方程式:___________ 。
(2)基态硒原子的价电子排布图为___________ ;硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,硅的氢化物的分子中共用电子对偏向氢原子,而氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则电负性大小为Se___________ (填“>”或“<”)Si,的立体构型为___________ 。
(3)镓和砷都是第四周期的元素,则第一电离能:Ga___________ (填“大于”或“小于”)As。GaN、GaAs的晶体类型与晶体硅相同,试解释,熔点GaN>GaAs的原因:___________ 。
(4)氮化镓是一种重要的半导体材料,其立方晶胞结构如图所示。每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数为___________ 。已知晶胞边长为apm,若该晶体的密度为,则阿伏加德罗常数的值___________ (只列出计算式即可)。
(1)制造手机芯片需要高纯度硅,晶体硅属于
(2)基态硒原子的价电子排布图为
(3)镓和砷都是第四周期的元素,则第一电离能:Ga
(4)氮化镓是一种重要的半导体材料,其立方晶胞结构如图所示。每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数为
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6 . 废弃电脑的CPU中含有贵重金属Cu、Ag、Au,可回收利用,部分流程如下:
(1)铜元素在周期表中位于______ ,基态铜原子的核外电子排布式为______ 。
(2)电脑CPU在使用时会涂抹一层散热硅脂(一种液体橡胶,主要成分为聚二甲基硅氧烷和聚甲基硅氧烷),可用______洗去;
(3)用Zn粉还原的化学反应方程式为______ ;
(4)试剂1为______ (填名称,下同),试剂2为______ ;
(5)加入过其铁粉的原因是______ ;
(6)滤渣2溶于试剂2的原因是______ ;(用离子反应方程式表示)
(7)金属铜的晶胞结构如图所示,铜原子之间的最小距离为apm,则铜晶胞的密度为______ (表示阿伏加德罗常数)。
(1)铜元素在周期表中位于
(2)电脑CPU在使用时会涂抹一层散热硅脂(一种液体橡胶,主要成分为聚二甲基硅氧烷和聚甲基硅氧烷),可用______洗去;
A.NaOH溶液 | B.纯碱溶液 | C.稀硫酸 | D.酒精 |
(3)用Zn粉还原的化学反应方程式为
(4)试剂1为
(5)加入过其铁粉的原因是
(6)滤渣2溶于试剂2的原因是
(7)金属铜的晶胞结构如图所示,铜原子之间的最小距离为apm,则铜晶胞的密度为
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7 . 用熔盐作为化学反应介质,使许多在水溶液中不能进行的反应得以完成,如的合成是在熔体中通电,阴极析出的组与通入的生成LiH,再与通入的反应生成。熔盐氟化广泛应用于制造、、、等气体。回答下列问题:
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为___________ 。氟原子激发态的电子排布式有___________ ,其中能量较高的是___________ (填字母)。
a. b. c.
(2)的空间构型为___________ ,N的杂化类型为___________ 。
(3)上述元素F、Si、Cl、S的电负性由大到小的顺序为___________ ,第一电离能由大到小的顺序为___________ 。
(4)CH4、、的热稳定性越来越弱,其原因是:___________ ,沸点由大到小的顺序为___________ 。
(5)某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。①图1晶体的密度为___________ 。
②图2表示的化学式可以为___________ (填“”或“”)。
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为
a. b. c.
(2)的空间构型为
(3)上述元素F、Si、Cl、S的电负性由大到小的顺序为
(4)CH4、、的热稳定性越来越弱,其原因是:
(5)某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。①图1晶体的密度为
②图2表示的化学式可以为
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8 . 不锈钢是由铁、铬、镍、碳及多种不同元素所组成的合金,铁是主要成分元素,铬是第一主要的合金元素。其中铬的含量不能低于11%,不然就不能生成致密氧化膜。回答下列问题:(1)写出基态的电子排布式:___________ 。基态镍原子的未成对电子数为___________ 。
(2)铁和镍位于元素周期表的同一周期同一族,它们均位于第___________ 周期第___________ 族。
(3)金属铜及镍都是由金属键形成的晶体,元素铜与镍的第二电离能分别为:、,的原因是___________ 。
(4)某镍镧合金是优质储氢材料,其晶胞如图所示,则它的化学式为___________ 。(5)的一种晶体如图甲、乙所示。①图甲中与铁原子等距离且最近的铁原子数为___________ 。
②若按甲中虚线(面对角线)方向切乙,得到的图像正确的是___________ (填字母)。___________ (阿伏加德罗常数的值为,列出表达式)。
(2)铁和镍位于元素周期表的同一周期同一族,它们均位于第
(3)金属铜及镍都是由金属键形成的晶体,元素铜与镍的第二电离能分别为:、,的原因是
(4)某镍镧合金是优质储氢材料,其晶胞如图所示,则它的化学式为
②若按甲中虚线(面对角线)方向切乙,得到的图像正确的是
A. B. C. D.
(6)金属铬属于体心立方晶体(如图),已知其密度为7.2,则晶体中铬原子的半径为
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9 . 以银锰精矿(主要含)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如图所示:已知:酸性条件下,的氧化性强于;
(1)“浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除,有利于后续银的浸出,矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰"过程中,发生反应:,则可推断:____ (填“”或“”)。
②在溶液中,银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有_______ 。
(2)“浸银”时,使用过量和的混合液作为浸出剂,将中的银以形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整:_______ 。
_______ _______ _______。
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中的作用:_______ 。
(3)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。该步反应的离子方程式有和_______ 。
(4)碳是一种很常见的元素,它能形成多种物质。碳与铁可以形成合金。
①基态碳原子的价电子排布图_____ ;基态铁原子核外共有_____ 种不同空间运动状态的电子。
②从结构角度分析,较稳定的原因是_______ 。
③碳与其他元素一起能形成多种酸或酸根。的空间构型是_______ 。
④类卤素分子中键与键的数目比_______ 。对应的酸有两种,理论上硫氰酸的沸点低于异硫氰酸的沸点,其原因是_______ 。
⑤碳还能形成多种同素异形体,如石墨、金刚石等。2017年,中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体:碳。碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代,可形成碳的一种新型三维立方晶体结构-碳(如图)。已知碳密度为,阿伏加德罗常数为,则碳的晶胞参数_______ pm(写出表达式即可)。
(1)“浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除,有利于后续银的浸出,矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰"过程中,发生反应:,则可推断:
②在溶液中,银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有
(2)“浸银”时,使用过量和的混合液作为浸出剂,将中的银以形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整:
_______ _______ _______。
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中的作用:
(3)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。该步反应的离子方程式有和
(4)碳是一种很常见的元素,它能形成多种物质。碳与铁可以形成合金。
①基态碳原子的价电子排布图
②从结构角度分析,较稳定的原因是
③碳与其他元素一起能形成多种酸或酸根。的空间构型是
④类卤素分子中键与键的数目比
⑤碳还能形成多种同素异形体,如石墨、金刚石等。2017年,中外科学家团队共同合成了碳的一种新型同素异形体:碳。碳的结构是将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代,可形成碳的一种新型三维立方晶体结构-碳(如图)。已知碳密度为,阿伏加德罗常数为,则碳的晶胞参数
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10 . 一种废镍催化剂回收镍、钴元素的工艺流程图如下,流程图中水浸液中含有。已知:。
回答下列问题。
(1)球磨粉碎的作用是_______ 。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下,生成具有强氧化性的过一硫酸,其反应的化学方程式为_______ 。
(3)“氧化”中,被过一硫酸氧化为沉淀,过一硫酸被还原为硫酸根离子,写出该反应的离子方程式:_______ (已知的电离第一步完全,第二步微弱);用溶液调节,还有_______ (写离子符号)也会形成沉淀而除去。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,的氧化率与的体积分数的关系如图所示。的体积分数为9.0%时,的氧化率最大;当的体积分数大于9.0%时,继续增大的体积分数,的氧化率减小的原因可能是_______ 。(5)“沉钴镍”过程中为了将沉淀完全,需控制溶液的不低于_______ (说明:当溶液中的浓度均小于时,认为已沉淀完全)。
(6)铬、钴、镍都属于副族金属元素,其中铬与氮气在一定条件下可以合成氨化铬,且氮化铬的晶体结构及类型与氯化钠的相似,其晶胞结构如图所示。A点的分数坐标为,则B点的分数坐标为_______ 。已知氮化铬的晶胞参数为为阿伏加德罗常数,则该晶胞的密度为_______ 。
回答下列问题。
(1)球磨粉碎的作用是
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下,生成具有强氧化性的过一硫酸,其反应的化学方程式为
(3)“氧化”中,被过一硫酸氧化为沉淀,过一硫酸被还原为硫酸根离子,写出该反应的离子方程式:
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,的氧化率与的体积分数的关系如图所示。的体积分数为9.0%时,的氧化率最大;当的体积分数大于9.0%时,继续增大的体积分数,的氧化率减小的原因可能是
(6)铬、钴、镍都属于副族金属元素,其中铬与氮气在一定条件下可以合成氨化铬,且氮化铬的晶体结构及类型与氯化钠的相似,其晶胞结构如图所示。A点的分数坐标为,则B点的分数坐标为
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