【題目】稀土元素是指元素周期表中原子序數(shù)為57到71的15種鑭系元素,以及與鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相似的鈧(Sc)和釔(Y),共17種元素。稀土有“工業(yè)維生素”的美稱,如今已成為極其重要的戰(zhàn)略資源。
(1)鑭系元素位于元素周期表第_______族,鑭系元素位于周期表的______區(qū)。
(2)鈧(Sc)為21號元素,其基態(tài)原子M能層電子數(shù)為_______;基態(tài)鏑(Dy)原子的電子排布式為[Xe]4f106s2,一個基態(tài)鏑原子所含的未成對電子數(shù)為______。
(3)稀土元素最常見的化合價為+3價,但也有少數(shù)還有+4價。請根據(jù)下表中的電離能數(shù)據(jù),判斷表中最可能有+4價的元素是___。
幾種稀土元素的電離能(單位:kJ·mol-1):
(4)Sm(釤)的單質(zhì)與1,2-二碘乙烷可發(fā)生反應(yīng)Sm+ICH2CH2I→SmI2+CH2=CH2。ICH2CH2I中碳原子的雜化軌道類型為_____,1 mol CH2=CH2中含有的σ鍵數(shù)目為____。常溫下,1,2-二碘乙烷為液體而乙烷為氣體,其主要原因是_____。
(5)PrO2(二氧化鐠)的晶體結(jié)構(gòu)與CaF2相似,晶胞中Pr(鐠)原子位于面心和頂點,則PrO2(二氧化鐠)的晶胞中有_____個氧原子。
(6)Ce(鈰)單質(zhì)為面心立方晶體,其相對原子質(zhì)量為140,其晶胞參數(shù)為α=516pm。晶胞中Ce(鈰)原子的配位數(shù)為______。列式表示Ce(鈰)單質(zhì)的密度為______g·cm-3(不必計算出結(jié)果)。
【答案】IIIB f 9 4 Ce(鈰) sp3 5NA 二碘甲烷的相對分子質(zhì)量較大,分子間作用力較強,沸點相對較高 8 12
【解析】
(1)在元素周期表中,鑭系元素位于第IIIB族,屬于f區(qū);
(2)鈧(Sc)為21號元素,根據(jù)構(gòu)造理論寫出核外電子排布式,分析確定其基態(tài)原子M能層電子數(shù)。f能級最多排14個電子,根據(jù)排布規(guī)律分析所含的未成對電子數(shù);
(3)第四電離能與第一電離能、第二電離能、第三電離能相差越小,第四個電子越容易失去,+4的可能性越大;
(4)碳原子形成4個單鍵,雜化軌道類型為sp3;1個CH2=CH2分子中有5個σ鍵;
由于二碘甲烷對分子質(zhì)量較大,分子間作用力較強,沸點相對較高;
(5)根據(jù)均攤法計算晶胞中含有氧原子數(shù);
(6)根據(jù)均攤法計算晶胞中含有Ce原子數(shù),計算一個晶胞的質(zhì)量和體積,再根據(jù)密度=計算。
(1)在元素周期表中,鑭系元素位于第IIIB族,屬于f區(qū);
故答案為:IIIB ;f;
(2)鈧(Sc)為21號元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2,
所以其基態(tài)原子M能層電子數(shù)為9個。基態(tài)鏑(Dy)原子的電子排布式為[Xe]4f106s2,由于f能級最多排14個電子,所以根據(jù)排布規(guī)律可知一個基態(tài)鏑原子所含的未成對電子數(shù)為4個;
故答案為:9;4;
(3)第四電離能與第一電離能、第二電離能、第三電離能相差越小,第四個電子越容易失去,+4的可能性越大,在上述表中Ce的I1、I2、I3和I4最接近,故為Ce元素;
故答案為:Ce(鈰);
(4)在ICH2CH2I分子中碳原子只形成了單鍵,有4個單鍵,故碳原子的雜化軌道類型為sp3,1個CH2=CH2分子中有5個σ鍵,故1 mol CH2=CH2中含有的σ鍵數(shù)目為5NA;
由于二碘甲烷的相對分子質(zhì)量較大,分子間作用力較強,沸點相對較高,所以常溫下,1,2-二碘乙烷為液體而乙烷為氣體;
故答案為:sp3;5NA ;二碘甲烷的相對分子質(zhì)量較大,分子間作用力較強,沸點相對較高;
(5)PrO2(二氧化鐠)的晶體結(jié)構(gòu)與CaF2相似,晶胞中Pr(鐠)原子位于面心和頂點,則晶胞中Pr原子數(shù)目=8+6=4,而Pr原子與O原子數(shù)目之比為1:2,則晶胞中O原子數(shù)目為42=8;
故答案為:8;
(6)Ce(鈰)單質(zhì)為面心立方晶體,在Ce晶體的一個晶胞中與它距離相等且最近的Ce原子在通過這個頂點的三個面心上,面心占,通過一個頂點可形成8個晶胞,因此該晶胞中Ce(鈰)原子的配位數(shù)為83=12;一個晶胞中Ce原子數(shù)為8+6=4,因此Ce(鈰)單質(zhì)的密度== g·cm-3。
故答案為:12;;
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【題目】實驗需要0.1mol/LNaCl溶液450ml,根據(jù)溶液配制中情況回答下列問題:
(1)實驗中除了托盤天平、燒杯、容量瓶、玻璃棒外還需要的儀器是____。
(2)根據(jù)計算得知,所需NaCl的質(zhì)量為____g。
(3)所選容量瓶的規(guī)格是____。(填字母)
A.50mL的容量瓶 B.150mL的容量瓶
C.250mL的容量瓶 D.500mL的容量瓶
(4)下列操作對所配濃度的影響:偏大的有___;(填寫字母)偏小的有___;無影響的有__。
A.稱量用了生銹的砝碼; B.往容量瓶轉(zhuǎn)移時,有少量液體濺出;
C.未洗滌溶解NaCl的燒杯; D.容量瓶未干燥即用來配制溶液;
E.定容后塞上瓶塞反復(fù)搖勻,靜置后,液面不到刻度線,再加水至刻度線。
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【題目】如圖所示為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單位。
(1)在該物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中,元素氧、鈦、鈣的離子個數(shù)比是__.該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為__。
(3)若鈣、鈦、氧三元素的相對原子質(zhì)量分別為a,b,c,晶體結(jié)構(gòu)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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【題目】由烴A制備抗結(jié)腸炎藥物H的一種合成路線如下 (部分反應(yīng)略去試劑和條件):
回答下列問題:
(1)H的分子式是_____,A的化學(xué)名稱是______。反應(yīng)②的類型是_______。
(2)D的結(jié)構(gòu)簡式是___________。F中含有的官能團的名稱是____________。
(3)E與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________。
(4)設(shè)計C→D和E→F兩步反應(yīng)的共同目的是_________。
(5)化合物X是H的同分異構(gòu)體,X遇FeCl3溶液不發(fā)生顯色反應(yīng),其核磁共振氫譜顯示有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫,峰面積比為3∶2∶2,寫出1種符合要求的X的結(jié)構(gòu)簡式_________________。
(6)已知易被氧化,苯環(huán)上連有烷基時再引入一個取代基,常取代在烷基的鄰對位,而當苯環(huán)上連有羧基時則取代在間位。據(jù)此寫出以A為原料制備化合物的合成路線_______________________________(其他試劑任選)。
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【題目】工業(yè)制得的氮化鋁(AlN)產(chǎn)品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等雜質(zhì)。某同學(xué)設(shè)計如下實驗分別測定氮化鋁(AlN樣品中AlN和Al4C3的質(zhì)量分數(shù)(忽略NH3在強堿性溶液中的溶解)。
(1)實驗原理:
①Al4C3與硫酸反應(yīng)可生成CH4;
②AIN溶于強酸產(chǎn)生銨鹽,溶于強堿生成氨氣,請寫出AlN與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________。
(2)實驗裝置(如圖所示,量氣管為堿式滴定管改裝)
連好裝置后,首先應(yīng)進行的操作是________。
(3)實驗過程:稱得裝置D的初始質(zhì)量為yg;稱取xgAlN樣品置于裝置B錐形瓶中,各裝置中加入相應(yīng)藥品,重新連好裝置;讀取量氣管的初始讀數(shù)為amL(量氣裝置左右液面相平)。
①欲首先測量Al4C3質(zhì)量分數(shù)的有關(guān)數(shù)據(jù),對三個活塞的操作是________。
②若無恒壓管,對所測氣體體積的影響是________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)
③量氣管中液面不再發(fā)生變化,說明反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束。讀取讀數(shù)之前,應(yīng)對量氣管進行的操作為____;若量氣管中的液面高于右側(cè)球形容器中的液面,所測氣體的體積______(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
④記錄滴定管的讀數(shù)為bmL(已知:該實驗條件下的氣體摩爾體積為VmL·mol-1),則Al4C3的質(zhì)量分數(shù)為______(用含a、b、x、y、Vm的代數(shù)式表示)。
⑤測量AlN質(zhì)量分數(shù)的數(shù)據(jù):首先關(guān)閉活塞__,打開活塞___,通過分液漏斗加入過量___,與裝置B瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng);反應(yīng)完成后,____(填入該步應(yīng)進行的操作),最后稱得裝置D的質(zhì)量為zg。
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【題目】化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說法正確的是
A. 垃圾分類中可回收物標志
B. 鐵是人體必需的微量元素,所以在醬油中人為加入適量的氯化鐵
C. 港珠澳大橋工程大量使用橡膠襯墊,天然橡膠需經(jīng)硫化處理增強其機械性能
D. 碳酸鈉溶液呈堿性,可用熱的純堿溶液除去金屬表面的煤油
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【題目】碘循環(huán)工藝能吸收SO2降低環(huán)境污染,同時又能制得氫氣。用稀土吸收H2后的儲氫材料作為電極材料,以KOH溶液作電解質(zhì)溶液(電池內(nèi)部氣體可從一個電極擴散到另一個電極)形成的可逆電池的總反應(yīng)為NiO(OH)十MH Ni(OH)2+M。下列說法不正確的是
A. 反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是SO2+I2+2H2O4H++SO42-+2I-
B. 分離器中的副產(chǎn)品是硫酸
C. 過程中循環(huán)利用的物質(zhì)是I2
D. 該電池充電完后若持續(xù)充電,在一個電極上會產(chǎn)生O2而使電池發(fā)生爆炸
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【題目】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2)提純Al2O3做冶煉鋁的原料,提取的操作過程可用以下流程圖表示:
(1)請寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:②_________________、 _________________。③____________。
(2)若①步?jīng)]有過濾操作而直接進入步驟②,對后面的操作會有什么影響?________________________。
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【題目】利用反應(yīng)6NO2+8NH3=7N2+12H2O構(gòu)成電池的方法,既能實現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放,減輕環(huán)境污染,又能充分利用化學(xué)能,裝置如圖所示。下列說法不正確的是
A. 電流從右側(cè)電極經(jīng)過負載后流向左側(cè)電極
B. 為使電池持續(xù)放電,離子交換膜需選用陰離子交換膜
C. 電極A極反應(yīng)式為2NH3-6e- =N2+6H+
D. 當有2.24LNO2(標準狀況) 被處理時,轉(zhuǎn)移電子為0.4mol
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