(16分)(1)铁及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途。
①、聚合硫酸铁(简称PFS)[Fe (OH)n(SO4) (3-n) / 2 ]m(m是聚合度),常用于在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。则其中铁元素的价态为__________,SO42-的空间构型为________。
②、六氰合铁酸钾K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+,出现特殊的蓝色沉淀。CN-中碳原子的杂化方式为__________,写出与CN一互为等电子体的一种离子的化学式_______,其电子式为________。
③三氯化铁在常温下为固体,熔点304℃,沸点316℃,300℃以上可升华,易溶于水,也易溶于乙醚,丙酮等有机溶剂。据此推断三氯化铁晶体为__________晶体。
④普鲁士蓝是一种配合物,可用作染料,它的结构单元如右图所示,普鲁士蓝中n(CN一) :n(K+):n(Fe3+):n(Fe2+) = ____________。
(2)水和氨有相似之处,如:H2O+H+=H3O+ 、NH3+H+=NH4+。
①NH4+的键角__________H3O+的键角(填“大于”或“小于”)。
②冰和固态氨的晶胞都不属于分子最密堆积,原因是__________________。
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(16分)(1)铁及铁的化合物在生产、生活中有着重要的用途。
①、聚合硫酸铁(简称PFS)[Fe (OH)n(SO4) (3-n) / 2 ]m(m是聚合度),常用于在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。则其中铁元素的价态为__________,SO42-的空间构型为________。
②、六氰合铁酸钾K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+,出现特殊的蓝色沉淀。CN-中碳原子的杂化方式为__________,写出与CN一互为等电子体的一种离子的化学式_______,其电子式为________。
③三氯化铁在常温下为固体,熔点304℃,沸点316℃,300℃以上可升华,易溶于水,也易溶于乙醚,丙酮等有机溶剂。据此推断三氯化铁晶体为__________晶体。
④普鲁士蓝是一种配合物,可用作染料,它的结构单元如右图所示,普鲁士蓝中n(CN一) :n(K+):n(Fe3+):n(Fe2+) = ____________。
(2)水和氨有相似之处,如:H2O+H+=H3O+ 、NH3+H+=NH4+。
①NH4+的键角__________H3O+的键角(填“大于”或“小于”)。
②冰和固态氨的晶胞都不属于分子最密堆积,原因是__________________。
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【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)
金属铝、铁、铜与人类生产、生活息息相关。
(1)聚合硫酸铁(简称PFS)的化学式为[Fe(OH)n(SO4)(3-n)/2]m是常用的水处理剂,与PFS中铁元素价态相同的铁离子的电子排布式为
(2)下列关于[Cu(NH3)4]SO4、K4[Fe(CN)6]、Na3A1F6的说法中正确的有__________(填正确答案标号);
a.三种物质中含有的化学键类型均有离子键和配位键
b.[Cu(NH3)4]SO4中含有NH3分子,其水溶液中也含有大量NH3分子
c.三种物质的组成元素中第一电离能最大的是氮元素
d.K4[Fe(CN)6]与Na3AIF6的中心离子具有相同的配位数
(3)已知NF3与NH3的空间构型相同,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因_____________,
(4)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,其阴离子均为无限长链结构(如图所示),a位置上的Cl原子的杂化轨道类型为 _________________ 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,则另一种化合物的化学式为________________;
(5)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。对金属铜的测定得到以下结果:铜晶胞为面心立方最密堆积,边长为361pm。又知铜的密度为9.0g·cm-3,则铜原子的直径约为 pm,阿伏加德罗常数的值为 (列式计算,结果保留三位有效数字)。
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(选考)化学·选修3:物质结构与性质(15分)金属铝、铁、铜与人类生产、生活息息相关。
(1)聚合硫酸铁(简称PFS)的化学式为[Fe(OH)n(SO4)(3—n)/2]m,是常用的水处理剂,与PFS中铁元素价态相同的铁离子的电子排布式为____________。
(2)下列关于[Cu(NH3)4]SO4、K4[Fe(CN)6]、Na3[AlF6]的说法中正确的有_____ (填字母)。
a.三种物质中含有的化学键类型均有离子键和配位键
b.[Cu(NH3)4]SO4中含有NH3分子,其水溶液中也含有大量分子
c.三种物质的组成元素中第一电离能最大的是氮元素
d.K4[Fe(CN)6]与Na3[AlF6]的中心离子具有相同的配位数
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,其阴离子均为无限长链结构(如图所示),a位置上的Cl原子的杂化轨道类型为________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,则另一种化合物的化学式为________。
(4)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。对金属铜的测定得到以下结果:铜晶胞为面心立方最密堆积,边长为361 pm。又知铜的密度为9 00 g,则铜原子的直径约为________pm,阿伏加德罗常数的值为_______.
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铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。
(1)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序 。
(2)FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比,大大降低了污水处理后水的浑浊度,显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度,反而使二者的浓度降低,原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物,进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知:Ksp(Fe(OH)3=4.0×10-38,则沉淀过滤后溶液中c(Fe3+)约为 mol·L-1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式 。
(3)新型纳米材料ZnFe2Ox,可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图:
用ZnFe2Ox除去SO2的过程中,氧化剂是 。(填化学式)
(4)工业上常采用如图所示电解装置,利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。先通电电解,然后通入H2S时发生反应的离子方程式为:2[Fe(CN)6]3-+2CO+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO+S↓。电解时,阳极的电极反应式为 ;电解过程中阴极区溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
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铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。
(1)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序 。
(2)FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比,大大降低了污水处理后水的浑浊度,显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度,反而使二者的浓度降低,原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物,进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知:Ksp(Fe(OH)3=4.0×10-38,则沉淀过滤后溶液中c(Fe3+)约为 mol·L-1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式 。
(3)新型纳米材料ZnFe2Ox,可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图:
①用ZnFe2Ox除去SO2的过程中,氧化剂是 。
②用ZnFe2Ox除去NO2的过程中,若x=3,则消除1 mol NO2,需要ZnFe2Ox的质量为 g。
③用ZnFe2O4制取ZnFe2Ox的过程中,若x=3.5,则ZnFe2O4与H2反应的物质的量之比为 。
(4)工业上常采用如图所示电解装置,利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解,然后通入H2S时发生反应的离子方程式为:2[Fe(CN)6]3-+2CO+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO+S↓。电解时,阳极的电极反应式为 ;电解过程中阴极区溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
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化学在生产、生活中有着重要用途,下列物质用途及对应解释都正确的是
选项 | 物质 | 用途 | 解释 |
A | 浓H2SO4 | 干燥剂 | 浓H2SO4有脱水性 |
B | SiO2 | 光导纤维 | SiO2是一种良好的半导体 |
C | Fe3O4 | 红色涂料 | Fe3O4是一种红色氧化物 |
D | Al2O3 | 耐火材料 | Al2O3的熔沸点较高 |
A. A B. B C. C D. D
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水是一种重要的自然资源,水质优劣直接影响人体健康,水处理技术在生产、生活中应用广泛。聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)和废铁屑为原料制取聚合硫酸铁([Fe2(OH)x(SO4)3-]m)的工艺流程如图:
(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有______(填标号)。
a.容量瓶 b.烧杯 c.玻璃棒 d.分液漏斗
(2)废铁屑表面附有铁锈,铁锈的主要成分为______,步骤③的具体实验操作有____。
(3)水解、聚合要严控pH和温度。pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大时则______。写出水解、聚合反应生成PFS的化学方程式:_________。
(4)步骤⑥相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是_________。
(5)污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质能作为沉淀剂的是_______(填标号)。
a.氨水 b.硫化氢气体 c.硫酸钠溶液 d.纯碱溶液
(6)硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.5×10-3mol/L,c(Mg2+)=6.4×10-4mol/L,则此水的硬度为______。
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