高二化学解答题中等难度题
(附加题2)(2分)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种NiO晶体中就存在如图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。其氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni2+与Ni3+的离子数之比。
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(1)NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a×10-8cm,计算NiO晶体的密度____________________。(已知NiO的摩尔质量为74.7gmol-1)
(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷。例如:在某种NiO晶体中就存在如下图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比____________________。
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(14分)(1)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
①NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点FeO NiO (填“<”或“>”);
②铁有δ、γ、α三种同素异形体,各晶胞如下图,则δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为 。
(2)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为 ;该晶体中,原子之间的强相互作用是 ;
(3)2007年诺贝尔物理学奖为法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔共同获得,以表彰他们在巨磁电阻效应(CMR效应)研究方面的成就。某钙钛型复合氧化物如图所示,以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe等时,这种化合物具有CMR效应。
①用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式: 。
②已知La为+3价,当被钙等二价元素A替代时,可形成复合钙钛矿化合物La1-xAxMnO3(x<0.1),此时一部分锰转变为+4价。导致材料在某一温度附近有反铁磁—铁磁、铁磁—顺磁及金属—半导体的转变,则La1-xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为: 。
③下列有关说法正确的是 。
A.镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区
B.氧的第一电离能比氮的第一电离能大
C.锰的电负性为1.59,Cr的电负性为1.66,说明锰的金属性比铬强
D.铬的堆积方式与钾相同,则其堆积方式如图所示
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金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
(1)Ni原子的价电子排布式为________________。
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同:Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78pm,则熔点NiO________FeO(填“<”或“>”)。
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金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
(1)Ni原子的核外电子排布式为____________________;
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO________FeO(填“<”或“>”);
(3)NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为________、________;
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为________。
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Ⅰ、(1)某种金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于__________(填 “晶体”或“非晶体”),可通过__________方法鉴别。
(2)基态Ni2+的核外电子排布式为__________;配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于__________晶体;Ni2+和Fe2+的半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO__________FeO(填“<”或“>”)。
Ⅱ、判断含氧酸强弱的一条经验规律是:含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强。如下表所示
(1)亚磷酸(H3PO3)和亚砷酸(H3AsO3)分子式相似,但它们的酸性差别很大,H3PO3是中强酸,H3AsO3只有弱酸性。由此可推出亚磷酸的结构式为___________。从分子结构角度,简述二者酸性强弱原因_____________________。
(2)亚磷酸与过量的氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:________________。
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NiSO46H2O易溶于水,其溶解度随温度升高明显增大。以电镀废渣(主要成分是NiO,还有CuO、FeO等少量杂质)为原料制备该晶体的流程如下,下列说法错误的是
A.溶解废渣时不能用稀盐酸代替稀H2SO4 B.除去Cu2+可采用FeS
C.流程中a-b的目的是富集NiSO4 D.“操作I”为蒸发浓缩、冷却结晶
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南京大学研究发现TiO2-x晶体中存在的晶体缺陷有利于提高导电性和提供镁离子储位,可用作新型镁电池负极材料,该电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,a电极电势低于b电极
B.充电时,Mg2+向a电极移动
C.放电时,负极的电极反应为MgnTiO2-x-2ne-=nMg2++TiO2-x
D.充电时,当有0.2mole-转移时,b电极的质量减少2.4g
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Ⅰ已知NiXO晶体晶胞结构为NaCl型(如图),由于晶体缺陷,x值小于1。测知NiXO晶体x=0.88,晶胞边长为4.28×10-10m 求:(已知:=1.4)
(1)晶胞中两个Ni原子之间的最短距离___________m(精确至0.01)。
(2)与O2-距离最近且等距离的Ni离子围成的几何体形状___ ____。
(3)晶体中的Ni分别为Ni2﹢、Ni3﹢,求此晶体的化学式_________。
(4)已知,NiO晶体熔点大于NaCl,主要原因是______________________________。
Ⅱ金晶体是面心立方最密堆积,立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌(如图,其余各面省略),金原子半径为A cm,求:
(1)金的密度为___________。(用带A计算式表示)
(2)金原子空间占有率为___________。(用带A计算式表示)
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