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碳族元素碳族元素1、碳的同素异形体,、碳的同素异形体,Cn,12个五元环,个五元环,0.5n-10个六元环,个六元环,1.5n条棱。条棱。2、CO与与CO23、碳酸盐的热稳定性、碳酸盐的热稳定性4、硅烷、硅的卤化物、硅烷、硅的卤化物5、硅酸盐的结构、硅酸盐的结构6、PbO2的氧化性的氧化性7、Pb(NO3)2的溶解性的溶解性8、PbAc2的溶解性的溶解性9、Pb的难溶物的难溶物硼族元素硼族元素1、硼的两性与亲氧性、亲氟性、硼的两性与亲氧性、亲氟性2、硼的化合物的缺电子性、硼的化合物的缺电子性3、硼的卤化物水解与硅的卤化物水解机制、硼的卤化物水解与硅的卤化物水解机制4、硼酸的特殊性、硼酸的特殊性5、硼酸盐的结构、硼酸盐的结构6、无机苯与白石墨、无机苯与白石墨7、铝的冶炼、铝的冶炼例例12:NO与与超超氧氧离离子子(O2)反反应应,该该反反应应的的产产物物本本题题用用A为为代代号号。A被被认认为为是是人人生生病病,如如炎炎症症、中中风风、心心脏脏病病和和风风湿湿病病等等引引起起大大量量细细胞胞和和组组织织毁毁坏坏的的原原因因。科科学学家家用用生生物物拟拟态态法法探探究究了了A的的基基本本性性质质,如如它它与与硝硝酸酸根根的的异异构构化化反反应应等等。他他们们发发现现,当当16O标标记记的的A在在18O标标记记的的水水中中异异构构化化得得到到的的硝硝酸酸根根有有11%18O,可可见见该该反反应应历历程程复杂。回答如下问题:复杂。回答如下问题:1、写写出出A的的化化学学式式。写写出出NO跟跟超超氧氧离离子子的的反反应应。这这你你认认为为A离离子子的的可可能能结结构构是是什什么么?试试写写出出它它的的路路易易斯斯结结构构式式(即即用用短短横横表表示示化化学键和用小黑点表示未成键电子的结构式)。学键和用小黑点表示未成键电子的结构式)。2、A离离子子和和水水中中的的CO2迅迅速速一一对对一一地地结结合合。试试写写出出这这种种物物种种可可能能的路易斯结构式。的路易斯结构式。3、含含Cu+离离子子的的酶酶的的活活化化中中心心,亚亚硝硝酸酸根根转转化化为为一一氧氧化化氮氮。写写出出Cu+和和NO2在水溶液中的反应。在水溶液中的反应。4、在在常常温温下下把把NO气气体体压压缩缩到到100个个大大气气压压,在在一一个个体体积积固固定定的的容容器器里里加加热热到到50,发发现现气气体体的的压压力力迅迅速速下下降降,压压力力降降至至略略小小于于原原压压力力的的2/3就就不不再再改改变变,已已知知其其中中一一种种产产物物是是N2O,写写出出化化学学方方程程式。并解释为什么最后的气体总压力略小于原压力的式。并解释为什么最后的气体总压力略小于原压力的2/3。1、ONO2NOO2ONO22、O2NOCO2或或ONO2CO2(把(把O合在一起写也算对)合在一起写也算对)3、NO2Cu+2H+NOCu2+H2O4、3NON2ONO2发生发生2NO2N2O4的聚合反应,因此最后压力仅略低于的聚合反应,因此最后压力仅略低于2/3。例例13:有甲乙两种相同元素组成的二元化合物,它们如果用氧:有甲乙两种相同元素组成的二元化合物,它们如果用氧气充分氧化都不残留固体物质,先将它们以适当比例混合,测气充分氧化都不残留固体物质,先将它们以适当比例混合,测得得1atm、127oC时混合气体的密度为时混合气体的密度为0.6825g/dm3。混合物充。混合物充分燃烧后的产物通过浓硫酸或无水氢氧化钠,失重一样,留下分燃烧后的产物通过浓硫酸或无水氢氧化钠,失重一样,留下一种无色、无臭、无味的气体,在空气中不起变化,其体积相一种无色、无臭、无味的气体,在空气中不起变化,其体积相当于同状态时原混合气体体积的当于同状态时原混合气体体积的68%。如果甲燃烧,燃烧产物。如果甲燃烧,燃烧产物通过浓硫酸后,留下的气体体积与同状态时甲的体积相同,密通过浓硫酸后,留下的气体体积与同状态时甲的体积相同,密度只有甲的度只有甲的7/8。根据实验数据,导出甲乙的分子式及其组成。根据实验数据,导出甲乙的分子式及其组成。NH3,64%N2H4,36%例例14:无无机机原原料料A是是一一种种重重要要的的还还原原剂剂,式式量量为为50.07,为为无无色色透透明明液液体体,具具有有弱弱碱碱性性和和弱弱还还原原性性。我我国国生生产产A的的工工厂厂全全部部用用尿尿素素法法合合成成,方方法法如如下下:氯氯气气通通入入氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液中中(保保持持较较低低温温度度),在在碱碱过过量量的的下下,加加入入尿尿素素及及催催化化剂剂,得得A的的粗粗品品,最最后后精制而成。精制而成。1、推测、推测A的结构简式的结构简式2、写出尿素法合成、写出尿素法合成A的主反应方程式的主反应方程式3、写出可能存在的副反应方程式(至少两个)、写出可能存在的副反应方程式(至少两个)4、如何精制、如何精制A的粗品?的粗品?5、国国外外报报道道了了一一种种新新的的合合成成A的的方方法法,产产率率可可达达到到90-100%,用用B(式式量量为为33.03)的的盐盐酸酸盐盐用用SO3磺磺化化得得物物质质C,再再将将C与与氨氨反应得到反应得到A。写出所涉及的反应方程式。写出所涉及的反应方程式。1、N2H4H2O2、2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2ONH2CONH2+NaClO+2NaOH=N2H4H2O+NaCl+Na2CO33、(1)尿素水解尿素水解NH2CONH2+2NaOH=2NH3+Na2CO3(2)肼被氧化肼被氧化NH2NH2+2NaClO=N2+2H2O+2NaCl(或或N2H4H2O被氧化被氧化)4、蒸馏、蒸馏5、(NH2OH)HX+SO3=(NH2OSO3H)HX,(NH2OSO3H)HX+4NH3=N2H4+(NH4)2SO4+NH4X例例15:将:将NH4Cl溶液用盐酸调制成溶液用盐酸调制成pH=4的溶液,然后进行电解,的溶液,然后进行电解,发现制成了一种常见的二元化合物发现制成了一种常见的二元化合物A,用空气把气体产物带出电解,用空气把气体产物带出电解槽即得到较为纯净的槽即得到较为纯净的A。A是一种挥发性的易爆炸的浓稠液体,沸是一种挥发性的易爆炸的浓稠液体,沸点只有点只有700C,其结构与,其结构与NH3相似。相似。1、试确定、试确定A,写出生成,写出生成A的离子方程式。的离子方程式。2、比较、比较A和和NH3的极性大小。的极性大小。3、将、将A与与NaClO2按物质的量之比按物质的量之比1:6混合,可得到一种绿色环保混合,可得到一种绿色环保的消毒剂的消毒剂B以及能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体以及能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体C。A的消毒的消毒效果是同质量的效果是同质量的Cl2的的2.63倍。试写出其反应的离子方程式。倍。试写出其反应的离子方程式。4、已知、已知A中两元素的电负性相同。试设计一个试验确定中两元素的电负性相同。试设计一个试验确定A中哪一中哪一种元素带部分正电荷,哪一种元素带部分负电荷?简述其实验步种元素带部分正电荷,哪一种元素带部分负电荷?简述其实验步骤。骤。1、A:NCl3;NH43Cl2HNCl33H22、NCl3的极性小于的极性小于NH3的极性。的极性。3、NCl33H2O6ClO26ClO23Cl3OHNH34、将将NCl3水水解解。看看看看水水解解产产物物。若若产产物物是是HNO2和和HCl,即即N显显正正性性,Cl显显负负性性;若若产产物物是是NH3和和HOCl,那那么么N和和Cl的的正正、负负性性恰恰好好相相反反。实实验验事事实实是是:NCl3的的水水解解产产物物是是N2和和HCl,可可以以想想象象N2只只能能是是HOCl氧氧化化NH3的的产产物物,HNO2和和HCl间间不不可可能能产生产生N2,所以,所以A中中N元素带部分负电荷元素带部分负电荷Cl氯元素带部分正电荷。氯元素带部分正电荷。例例16:使多磷酸钠通过氢型阳离子交换树脂,交换后的溶:使多磷酸钠通过氢型阳离子交换树脂,交换后的溶液用液用0.100mol/L氢氧化钠滴定,在消耗氢氧化钠滴定,在消耗42.00mL和和50.00mL时即对应时即对应pH值为值为4和和9时各有一个终点,若多磷酸盐是链时各有一个终点,若多磷酸盐是链状结构,回答下列问题:状结构,回答下列问题:(1)为什么有两个终点?)为什么有两个终点?(2)链上平均磷原子数是多少?)链上平均磷原子数是多少?例例17:砒霜的主要成分是:砒霜的主要成分是As2O3,剧毒。,剧毒。(1)砒霜中毒常用)砒霜中毒常用Fe(OH)2解毒,河水被解毒,河水被As(III)污染后不适污染后不适宜用宜用Fe(OH)2来处理为何?用熟石灰是常用方法,写出相关方来处理为何?用熟石灰是常用方法,写出相关方程式。程式。(2)法医检验砒霜中毒使用了)法医检验砒霜中毒使用了Zn粉、盐酸,还使用粉、盐酸,还使用NaClO,为什么要使用它,写出方程式。为什么要使用它,写出方程式。(3)设计测定)设计测定As2O3和和As2O5混合物含量的实验步骤,写出相混合物含量的实验步骤,写出相关方程式与关方程式与As2O3百分含量计算式。百分含量计算式。例例18:某某砷砷的的化化合合物物是是容容易易升升华华的的固固体体,其其蒸蒸气气含含有有A的的二二聚聚体体。为为确确定定A的的组组成成,先先用用稀稀硝硝酸酸处处理理0.2639克克A,过过滤滤掉掉生生成成的的黄黄色色沉沉淀淀后后,将将所所得得到到的的的的溶溶液液调调节节pH值值到到8,以以淀淀粉粉为为指指示示剂剂,用用2.5010-2mol/L的的(KI3的的浓浓度度,KI过过量量,其其浓浓度度大大于于该该值值的的4倍倍)标标准准液液滴滴定定至至终终点点,消消耗耗20.00mL。将将滴滴定定后后的的溶溶液液酸酸化化,溶溶液液变变成成深深蓝蓝色色,用用0.100mol/L的的Na2S2O3标标准准液液滴滴定至刚好无色,消耗定至刚好无色,消耗40.00mL。1、通过计算确定、通过计算确定A的组成。的组成。2、写出、写出A与稀硝酸反应的方程式。与稀硝酸反应的方程式。3、写出滴定反应涉及的化学方程式。、写出滴定反应涉及的化学方程式。4、写出、写出A用用NaOH溶液溶解的化学方程式。溶液溶解的化学方程式。5、某某同同学学在在滴滴定定过过程程中中酸酸化化时时加加入入的的酸酸过过多多,对对结结果果有有何何影影响响?为什么?为什么?1、As(III):0.5mmolAs(总总):2mmol,As(V):1.5mmolm(As)=0.14984 g;其其他他部部分分为为0.11406,其其他他部部分分式式量量:4As:228.12;讨讨论论3S、4S、5S均均无无结结果果,对对应应有有S6H4O2。其其他部分式量:他部分式量:2As:114.06;对应有;对应有S3H2O。As2O3.H2O2、2As2S3.H2O+6HNO3+H2O=H3AsO3+3H3AsO4+6S+6NO3、3个方程式略。个方程式略。4、As2S3.H2O+6NaOH=Na3AsO3+Na3AsS3+4H2O5、消消耗耗的的硫硫代代硫硫酸酸钠钠量量更更多多,因因为为强强酸酸性性下下硫硫代代硫硫酸酸钠钠发发生生分解反应。分解反应。例例19:砷的化合物在农业上有广泛的用途。砒霜是最重要的砷化合物。从熔炼:砷的化合物在农业上有广泛的用途。砒霜是最重要的砷化合物。从熔炼提纯提纯Cu和和Pb的烟道灰中,可获得大量的砒霜,它是含的烟道灰中,可获得大量的砒霜,它是含As75.74的氧化物,它的氧化物,它形成分子晶体。形成分子晶体。1、画出砒霜的分子结构图。、画出砒霜的分子结构图。2、砷和硫直接相互反应形成、砷和硫直接相互反应形成As4S3、As4S4、As2S3和和As2S5等硫化物。其中后两等硫化物。其中后两个也能用个也能用H2S从从As(III)和和As(V)的盐酸溶液中沉淀出来。的盐酸溶液中沉淀出来。(1)画出)画出As4S4的分子结构图。的分子结构图。(2)写出用砒霜为原料制备)写出用砒霜为原料制备As2S3的化学反应式。的化学反应式。3、试解释、试解释NH3、PH3、AsH3和和SbH3中中HXH之间的键角值分别是之间的键角值分别是107.3、93.6、91.8和和91.3。4、砒霜是剧毒物质,法庭医学分析上常用马氏试砷法来证明是否砒霜中毒:把、砒霜是剧毒物质,法庭医学分析上常用马氏试砷法来证明是否砒霜中毒:把试样与锌和硫酸混和,若试样中含有砒霜,则会发生反应生成砷化氢;在无氧试样与锌和硫酸混和,若试样中含有砒霜,则会发生反应生成砷化氢;在无氧条件下,将生成的砷化氢导入热的玻璃营中,在试管加热的部位砷化氢分解形条件下,将生成的砷化氢导入热的玻璃营中,在试管加热的部位砷化氢分解形成亮黑色的成亮黑色的“砷镜砷镜”。写出有关的化学方程式。写出有关的化学方程式。5、“砷镜砷镜”和和“锑镜锑镜”的差异是马氏试砷法的一个判断依据,请指出这种差异的差异是马氏试砷法的一个判断依据,请指出这种差异的化学原理。的化学原理。6、假若用、假若用Zn在酸性介质中处理亚砷酸钾(在酸性介质中处理亚砷酸钾(K3AsO3)样品)样品2.30g,产生的,产生的AsH3再用再用I2氧化至砷酸需要氧化至砷酸需要I28.50g。试确定这种亚砷酸钾(。试确定这种亚砷酸钾(K3AsO3)样品的纯度?)样品的纯度?1、AsO23;As4O62、(、(1)画出)画出As4S4的分子结构图。的分子结构图。(2)写出用砒霜为原料制备)写出用砒霜为原料制备As2S3的化学反应式。的化学反应式。As2O36NaOH2Na3AsO33H2O;2Na3AsO36H2SAs2S33Na2S6H2O3、因为电负性、因为电负性NPAsSb。电负性越大的原子把成键电子。电负性越大的原子把成键电子拉向自己的能力越强,使得共用电子对与成键电子间排斥力增拉向自己的能力越强,使得共用电子对与成键电子间排斥力增大,使键角增大。所以大,使键角增大。所以NH3PH3AsH3SbH3。又因为。又因为N无无d轨道,孤对电子无法离域,对成键电子的排斥力就小得多,所轨道,孤对电子无法离域,对成键电子的排斥力就小得多,所以以NH3的键角大得多。的键角大得多。4、As2O36Zn6H2SO42AsH36ZnSO43H2OAsH32As3H25、氧化能力:、氧化能力:SbO43 ClO AsO43 6、4I2AsH3K3AsO3m2.01gK3AsO32.01/2.3010087.4例例20:Pb3O4为为红红色色粉粉末末状状固固体体。该该物物质质为为混混合合价价态态氧氧化化物物,化化学学式式可可写写成成2PbOPbO2实实验验,其其中中Pb()占占约约2/3,Pb()约约占占1/3。下面是测定。下面是测定Pb3O4中中PbO和和PbO2组分的实验:组分的实验:准准确确称称取取0.0400g0.0500g干干燥燥好好的的Pb3O4固固体体,置置于于250mL锥锥形形瓶瓶中中。加加入入HAcNaAc(11)10mL,再再加加入入0.2mol/LKI溶溶液液12mL充充分分溶溶解解,使使溶溶液液呈呈透透明明橙橙红红色色。加加0.5mL2%淀淀粉粉溶溶液液,用用0.0100mol/LNa2S2O3标标准准溶溶液液滴滴定定使使溶溶液液由由蓝蓝色色刚刚好好褪褪去去为为止止,记记下下所所用用去去的的Na2S2O3标标准准溶溶液液的的体体积积为为V(S2O32)。再再加加入入二二甲甲酚酚橙橙34滴滴,用用0.0100mol/LEDTA标标准准液液滴滴定定溶溶液液由由紫紫红红色色变变为为亮亮黄黄色色时时,即即为为终终点点。记记下下所所消消耗耗的的EDTA溶液的体积为溶液的体积为V(EDTA)。1、写出上述实验原理中的化学方程式;、写出上述实验原理中的化学方程式;2、溶溶解解Pb3O4固固体体为为什什么么用用HAc,而而不不用用常常见见的的硫硫酸酸、盐盐酸酸、硝酸?使用缓冲溶液硝酸?使用缓冲溶液HAcNaAc对后面的实验有什么意义?对后面的实验有什么意义?3、写出、写出Pb3O4中中PbO和和PbO2组分的物质的量组分的物质的量4、评价该滴定实验有什么特点(优点)?、评价该滴定实验有什么特点(优点)?1、Pb3O44HAc2Pb(Ac)2PbO22H2OPbO23I4HAcPb(Ac)2I32H2O2AcI32S2O323IS4O62Pb(Ac)2H2Y2PbY22HAc2、由由于于HNO3易易氧氧化化I;H2SO4会会生生成成PbSO4沉沉淀淀分分;HCl能能与与PbO2反反应应;而而HAc既既不不会会被被Pb()所所氧氧化化,又又不不会会氧氧化化后后来来加加入入的的I,同同时时还还能能避避免免生成生成PbI2沉淀沉淀(PbI2溶于溶于HAc),),所以相比之下以选择所以相比之下以选择HAc最为合适。最为合适。准准确确滴滴定定Pb2离离子子,选选择择溶溶液液最最佳佳酸酸度度也也是是一一个个重重要要因因素素。当当溶溶液液pH较较小小时时,EDTA酸酸效效应应增增强强,导导致致EDTA阴阴离离子子(Y4)浓浓度度太太小小,不不利利PbY2的的生生成成;若若溶溶液液pH较较大大,Pb2离离子子又又会会水水解解。一一般般来来说说,pH大大应应有有利利于于PbY2的的生生成成,但但当当pH为为7.2时时,Pb2(起起始始浓浓度度0.01mol/L)开开始始水水解解,再再考考虑虑到到二二甲甲酚酚橙橙指指示示剂剂仅仅限限于于pH6.3的的溶溶液液使使用用,因因此此选选择择HAcNaAc为缓冲剂比较适宜。为缓冲剂比较适宜。3、n(PbO2)1/2c(S2O32)V(S2O32)n(PbO)c(EDTA)V(EDTA)n(PbO2)4、实实现现了了连连续续操操作作,能能有有效效地地节节约约实实验验时时间间;另另外外,由由于于避避免免了了溶溶液液的的转转移移和和固固体体的的过过滤滤、洗洗涤涤操操作作,从从而而降降低低了了实实验验误误差差,使使测测定定结结果果重重现现性性较较好,更符合滴定操作要求。好,更符合滴定操作要求。例例21:由实验事实推定化学反应方程式:由实验事实推定化学反应方程式:Na2S2O3是是常常用用的的还还原原剂剂,与与弱弱氧氧化化剂剂(如如I2)作作用用,被被氧氧化化成成Na2S4O6。现现有下列实验事实:有下列实验事实:(1)将将10.0mLSO2水水溶溶液液稀稀释释到到500.0mL,取取稀稀释释溶溶液液10.0mL加加到到25.0mL碘碘溶溶液液中中。滴滴定定过过量量碘碘需需要要9.30mL含含S2O32为为0.1mol/L的的硫硫代代硫硫酸酸盐盐溶溶液。若取液。若取25.0mL的上述碘溶液需要此硫代硫酸盐溶液的上述碘溶液需要此硫代硫酸盐溶液22.5mL。(2)10.0mLS2Cl2(密密度度为为1.68g/mL)溶溶于于石石油油醚醚中中,得得到到100mL有有色色溶溶液液,将将它它慢慢慢慢加加到到50.0mL上上述述原原始始SO2水水溶溶液液中中,并并振振荡荡,当当有有色色溶溶液液加加到到66.7mL时时,反反应应达达到到完完全全。水水层层以以KOH水水溶溶液液进进行行中中和和,得得到到无无水水钾钾盐盐的的结晶,除水外,唯一的另一产物结晶,除水外,唯一的另一产物KCl保留在水溶液中。保留在水溶液中。(3)称称取取上上述述无无水水钾钾盐盐50.0mg作作为为试试样样,溶溶解解在在50HCl水水溶溶液液中中,它它需需要与要与23.2mL含含IO3为为0.025mol/L的碘酸钾溶液完全反应。的碘酸钾溶液完全反应。试推定:试推定:1、SO2和和S2Cl2在水溶液中的反应方程式;在水溶液中的反应方程式;2、无水钾盐和、无水钾盐和KIO3在在50HCl水溶液中的反应方程式。水溶液中的反应方程式。先先求求碘碘溶溶液液浓浓度度,再再求求稀稀释释后后SO2水水溶溶液液浓浓度度,然然后后求求原原始始SO2水水溶溶液液的的浓浓度度,再再求求S2Cl2与与SO2反反应应的的物物质质的的量量之之比比,并并书书写写反反应应式式,最最后后求求无无水水钾钾盐盐(即即K2S4O6)与与KIO3反应的物质的量之比,并书写反应式。反应的物质的量之比,并书写反应式。10.0稀溶液中稀溶液中n(SO2)=n(I2)=0.66(mmol);n(SO2):n(S2Cl2)=2500.66:(16.80.667/0.1349)=2S2Cl22SO22H2OH2S4O62HCl2K2S4O67KIO310HCl7ICl8KHSO43KClH2O化合物化合物ABCDEF(x)0.16530.20690.27810.42110.87430.2089(y)0.83470.78520.70190.533800.7911常压下常压下t的的密度密度g/cm31.448(20)1.145(113)1.42(122)2.97310-3(0)0.68(168)沸点沸点/5730.48.312111.8145熔点熔点/70.41181221301853分子极性分子极性非极性非极性极性极性极性极性极性极性非极性非极性例例22:下下列列六六种种化化合合物物(AF)中中含含有有的的元元素素不不多多于于三三种种,且且分分子子内内所所含含X、Y元元素素的的质质量量分分数数及及化化合合物物的的部部分分性性质质列列于于下下表表。根据上表有关信息回答下列问题:根据上表有关信息回答下列问题:1、计算化合物、计算化合物D的相对分子质量。的相对分子质量。2、确定六种化合物的化学式,写出推理和计算过程。、确定六种化合物的化学式,写出推理和计算过程。1、66.63、要要点点之之一一:D中中所所含含的的另另一一种种元元素素的的总总式式量量为为:66.5(10.42110.5338)=3,元元素素的的相相对对原原子子质质量量比比3小小的的唯唯有有H元元素素,故故D分子中必有分子中必有3个氢原子。个氢原子。要要点点之之二二:据据要要点点之之一一,推推定定E为为氢氢化化物物,设设其其分分子子式式为为XHn,X的相对原子质量为的相对原子质量为a,则:,则:,a=7n,经讨论,当,经讨论,当n=4,a=28时符合题意。因此时符合题意。因此X为为Si。要点之三:据要点一与要点二可立即假设要点之三:据要点一与要点二可立即假设D为为SiH3Y。四:设四:设Y的相对原子质量为的相对原子质量为b,据得,据得b=35.5,故,故Y是是Cl。五五:由由F中中X、Y的的质质量量分分数数,可可求求得得其其最最简简式式为为SiCl3,从从价价态不难得出态不难得出F的分子式为的分子式为Si2Cl6。因因此此各各物物质质分分别别为为:A.SiCl4;B.SiHCl3;C.SiH2Cl2;D.SiH3Cl;E.SiH4;F.Si2Cl6。例例23:据据科科学学时时报报报报道道俄俄罗罗斯斯科科学学家家最最近近合合成成了了质质量量数数为为381的的第第166号号化化学学元元素素,这这项项成成果果又又填填补补了了门门捷捷列列夫夫元元素素周周期期表表上上一一个个空空白白。据据国国际际文文传传电电讯讯社社报报道道,第第166号号化化学学元元素素是是设设在在莫莫斯斯科科郊郊区区的的杜杜布布纳纳核核联联合合研研究究所所的的科科学学家家合合成成的的。该该研研究究所所所所长长弗弗拉拉基基米米尔尔卡卡德德舍舍夫夫斯斯基基近近日日向向媒媒体体宣宣布布说说,新新元元素素是是7月月19日日在在加加速速器器上上通通过过20782Pb和和4421Sc获获得得的的,它它存存在在了了千千分分之之50秒秒的的时间,后迅速发生衰变成稳定的时间,后迅速发生衰变成稳定的20983Bi。则该元素:则该元素:1、在周期表中的位置(周期、族)?、在周期表中的位置(周期、族)?2、是金属还是非金属?、是金属还是非金属?3、最高氧化态?、最高氧化态?4、电子构造?(原子实用原子序数代替)、电子构造?(原子实用原子序数代替)5、合成该元素的方程式?、合成该元素的方程式?6、该元素变成、该元素变成稳定的稳定的20983Bi的过程中发生了多少次的过程中发生了多少次和和衰变?衰变?1、8,VIA;2、金金属属;3、+6;4、1185g186f147d108s28p4;5、44421Sc+20782Pb=381166+210n;6、43,3。例例24:纯硫酸表现出强烈的自电离作用:纯硫酸表现出强烈的自电离作用:H2SO4+H2SO4=H3SO4+HSO4-K1=1.710-4(mol/Kg)2由于脱水作用,因而还有几个附加平衡存在:由于脱水作用,因而还有几个附加平衡存在:H2O+H2SO4=H3O+HSO4-K2=1.0(mol/Kg)H2SO4+H2SO4=H3O+HS2O7-K3=3.510-5(mol/Kg)2H2S2O7+H2SO4=H3SO4+HS2O7-K4=7.010-2(mol/Kg)因因此此,浓浓硫硫酸酸具具有有较较高高的的导导电电性性。试试估估算算出出在在100%硫硫酸酸中中,H2O、H3O+、H3SO4+、HSO4-、HS2O7-和和H2S2O7的的浓浓度度,并并求求算反应:算反应:H2SO4+H2SO4=H2O+H2S2O7的平衡常数的平衡常数K5。H3SO4+=HSO4-=(1.710-4)1/2=0.013(mol/Kg)H3O+0.013/H2O=1.0 HS2O7-0.013/H2S2O7=7.010-2 H3O+H2O=HS2O7-+H2S2O7 H3O+HS2O7-=3.510-5 HS2O7-=5.510-3;H2S2O7=1.010-3;H3O+=6.410-3;H2O=8.310-5;K5=K1K3K2K4=8.510-8;例例25:画出下列含氮化合物的结构,并指出氮原子的杂化方式。:画出下列含氮化合物的结构,并指出氮原子的杂化方式。1、C6H12N4S4;2、B3N3H6;3、P3N3Cl6。1、N构构成成四四面面体体,CH2单单元元在在六六条条棱棱上上连连接接两两个个N,S连连在在N上,上,sp3。2、无机苯,写成共振式写两种,中间打圆圈表示亦可,、无机苯,写成共振式写两种,中间打圆圈表示亦可,sp2。3、P与与N构构成成六六元元环环,共共振振式式两两种种,打打圆圆圈圈亦亦可可,每每个个P连连两两个个Cl,契型,契型,sp2。例例26:化化合合物物A可可以以用用作作火火箭箭的的燃燃料料,该该物物质质可可用用次次氯氯酸酸钠钠氧氧化化过过量量的的氨氨来来制制备备,新新工工艺艺用用氨氨和和醛醛(酮酮)的的混混合合气气体体与与氯氯气气反反应应,然然后后水水解解即即得得到到A。A的的水水溶溶液液呈呈碱碱性性,用用硫硫酸酸酸酸化化一一定定浓浓度度A溶溶液液,冷冷却却可可得得到到白白色色沉沉淀淀物物B。在在浓浓NaOH介介质质中中A溶溶液液可可作作氧氧化化剂剂放放出出气气体体C。气气体体C的的水水溶溶液液可可以以使使Cu2溶溶液液变变成成深深蓝蓝色色溶溶液液D。C的的水水溶溶液液不不能能溶溶解解纯纯净净的的Zn(OH)2,但但若若加加入入适适量量的的NH4Cl固固体体后后,Zn(OH)2溶溶解解变变成成含含E的的溶溶液液。将将气气体体C通通过过红红热热CuO粉粉末末,可可得得到到一一个个固固体体单单质质F和和气气体体单单质质G,A的的水水溶溶液液还还有有很很强强的的还还原原能能力力,它它能能还还原原Ag,本本身身被氧化成被氧化成G。1、试判断、试判断AG各为何物。各为何物。2、写出合成、写出合成A的新工艺中涉及的化学反应方程式。的新工艺中涉及的化学反应方程式。3、已已知知KspZn(OH)2=1.2 10-17;K稳稳Zn(NH3)42+=2.88 109。通通过过计计算算说说明明1.00molZn(OH)2溶溶于于1.00L氨氨水水所所需需要要的的氨氨水水的的起起始始浓浓度度是是多多少少?如如果果在在该该体体系系中中加加入入0.500molNH4Cl固固体后,又会得到什么结论?体后,又会得到什么结论?1、A:N2H4B:N2H4H2SO4C:NH3D:Cu(NH3)42E:Zn(NH3)42F:CuG:N22、(CH3)2COCl24NH3(CH3)2C(NHNH)2NH4ClH2O(CH3)2C(NHNH)H2O(CH3)2CON2H43、K1=3.45610-8;co=c+4.0=107.7mol/L,不能溶解;,不能溶解;Zn(OH)2+2NH3+2NH4+=Zn(NH3)42+2H2OK=K1Kb-2=106.7;co=c+2.0=2.03mol/L例例27:窑窑系系统统排排出出的的氮氮氧氧化化物物一一是是在在高高温温燃燃烧烧时时空空气气中中部部分分氮氮与与氧氧化化合合生生成成多多种种氮氮氧氧化化物物;二二是是燃燃料料中中的的氮氮元元素素在在燃燃烧烧过过程程中中氧氧化化而而生生成成氮氮氧氧化化物物。二二氧氧化化氮氮的的形形成成与与燃燃烧烧温温度度有有关关,温温度度越越高高氮氮氧氧化化物物的的生生成成量量越越多多。二二氧氧化化氮氮也也是是酸酸雨雨的的前前体体物物,属属硝硝酸酸型型酸酸雨雨,硝硝酸酸型型酸酸雨雨占占我我国国酸酸雨雨的的十十分分之之一一。国国家家排排放放标标准准/(mg/m3):800(二二级级),1600(三三级级)。就就目目前前来来看看,氮氮氧氧化化物物的的排排放放一一般般不不会会超超标标,但但对对环环境境和和人人群群还还是有不良影响。是有不良影响。1、画出二氧化氮的路易斯结构式;指出、画出二氧化氮的路易斯结构式;指出N原子的杂化方式。原子的杂化方式。2、二氧化氮还能破坏臭氧层,写出其破坏机理;、二氧化氮还能破坏臭氧层,写出其破坏机理;3、二二氧氧化化氮氮的的测测定定过过程程:取取体体积积为为V(L)尾尾气气用用足足量量稀稀氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液吸吸收收,所所得得溶溶液液用用铂铂作作阳阳极极,石石墨墨作作阴阴极极电电解解,结结果果表表明明阳阳极极无无气气体体产产生生,阴阴极极产产生生的的气气体体为为V1mL,温温度度为为25oC,压压力力为为101325Pa。写写出出氮氮氧氧化化物物排排放放浓浓度度/(mg/m3)的的计计算公式。算公式。1、略。、略。2、NO2+h=NO+ONO+O3=NO2+O2;NO2+O=NO+O23、3.76 103 V1/V(mg/m3)例例28:车车祸祸严严重重危危害害了了司司乘乘人人员员的的生生命命安安全全,为为了了降降低低车车祸祸给给司司乘乘人人员员所所带带来来的的损损害害,有有人人利利用用化化学学反反应应在在小小汽汽车车前前排排设设计计了了一一气气袋袋。气气袋袋由由固固体体化化合合物物ABC组组成成,在在汽汽车车受受到到撞撞击击的的一一刹刹那那,由由于于剧剧烈烈碰碰撞撞,导导致致气气袋袋里里发发生生化化学学反反应应,气气袋袋迅迅速速膨膨胀胀,随随及及弹弹出出,从从而而保保护护司司乘乘人人员员的的头头颈颈不不致致于于撞撞到到钢钢架架、挡挡风风玻玻璃璃,该该气气袋袋已已挽挽救救了了成成千千上上万万人人的的生生命。命。化化合合物物A为为白白色色固固体体,通通常常情情况况下下相相对对稳稳定定,碰碰撞撞时时剧剧烈烈分分解解,产产生生熔熔融融状状态态的的D与与气气体体E。D常常温温下下为为固固体体,性性质质十十分分活活跃跃,直直接接与与O2作作用用生生成成F,F为为黄黄色色粉粉末末,可可用用做做高高空空飞飞行行或或潜潜水水时时的的供供氧氧剂剂。气气体体E十十分分稳稳定定,但但可可与与金金属属锂锂作作用用生生成成白白色色固固体体G,G强强烈烈水水解解,生生成成易易溶溶于于水水的的化合物化合物H与气体与气体I,H与气体与气体I的水溶液均为碱性。的水溶液均为碱性。化化合合物物B为为钾钾盐盐,无无色色晶晶体体,易易溶溶于于水水,其其溶溶解解度度随随温温度度升升高高急急剧剧增增大大。B加热时易分解,生成固体加热时易分解,生成固体J与气体与气体K,气体,气体K可使带有余烬的火柴复燃。可使带有余烬的火柴复燃。化化合合物物C为为氧氧化化物物,无无色色、坚坚硬硬、不不溶溶于于水水,在在自自然然界界中中以以原原子子型型晶晶体体存在,能与存在,能与HF气体作用生成气体作用生成L与气体氟化物与气体氟化物M。1、判断、判断A、B、C为何种化合物?为何种化合物?2、分析、分析A、B两种盐阴离子杂化方式及成键情况,并画出示意图。两种盐阴离子杂化方式及成键情况,并画出示意图。3、写出剧烈碰撞后,气袋中所发生的化学反应。、写出剧烈碰撞后,气袋中所发生的化学反应。4、固体、固体C在气袋里起到什么作用?在气袋里起到什么作用?1、A:NaN3;B:KNO3;C:SiO22、N3,结构式为:,结构式为:N:sp杂化,两个杂化,两个键,两个键,两个NO3:N:sp2杂化;三个杂化;三个NO键,一个键,一个343、2NaN32Na(l)3N2;10Na2KNO3K2O5Na2ON2;K2O5Na2O6SiO25Na2SiO3K2SiO34、固固体体C与与反反应应生生成成的的K2O、Na2O结结合合生生成成硅硅酸酸盐盐,可可减减少少气袋使用后,废弃物的腐蚀性,降低环境污染。气袋使用后,废弃物的腐蚀性,降低环境污染。例例29:碱式氯化铝:碱式氯化铝BAC的分子式为的分子式为Al2(OH)xCl6-xy,其中,其中1x6,yb。例例30:已已知知:A、B、C、D、E为为同同一一元元素素的的氧氧化化物物。F为为一种常见的盐。一种常见的盐。(1)液态)液态A中存在两种离子。中存在两种离子。(2)金属钠与液态)金属钠与液态A反应可生成反应可生成F和和B,残留在,残留在A中的中的B和和A可结合生成可结合生成C,使溶液成蓝绿色。,使溶液成蓝绿色。(3)A和和E在一定条件下可以互相转化。在一定条件下可以互相转化。(4)E和臭氧反应可以得到和臭氧反应可以得到D。回答下列问题:回答下列问题:1、写出、写出A、B、C、D、E的化学式。的化学式。2、由、由A到到E转化,需要怎样的条件?转化,需要怎样的条件?3、写出、写出E和臭氧反应生成和臭氧反应生成D的方程式。的方程式。4、试提出金属钠与、试提出金属钠与A反应的原理。反应的原理。1、A:N2O4B:NOC:N2O3D:N2O5E:NO22、由、由A到到E,需要高温低压,需要高温低压3、2NO2+O3=N2O5+O2(无氧气不得分无氧气不得分)4、A自偶电离生成自偶电离生成NO+和和NO3-,钠电子转移给,钠电子转移给NO+,放出,放出NO。例例31:压压电电材材料料是是受受到到压压力力作作用用时时会会在在两两端端面面间间出出现现电电压压的的晶晶体体材材料料,磷磷酸酸镓镓晶晶体体是是性性能能优优良良的的新新型型压压电电材材料料,过过去去常常用用水水热热法法合合成成,山山东东大大学学晶晶体体材材料料国国家家重重点点实实验验室室采采用用了了高高温温溶溶液液法法合合成成了了性性能能更更加加优优良良的的磷磷酸酸镓镓晶晶体体。实实验验原原料料为为反反应应计计量量比比的的Ga2O3,NH4H2PO4(二二者者物物质质的的量量比比为为1:2)以以及及助助溶溶剂剂Li2CO3,MoO3(物物质质的的量量比比为为1:3),反反应温度为应温度为1000。1、写写出出合合成成磷磷酸酸镓镓的的化化学学反反应应方方程程式式以以及及助助溶溶剂剂反反应应的的方程式。方程式。2、高温溶液法制得的晶体与水热法相比有何优点?、高温溶液法制得的晶体与水热法相比有何优点?3、最最早早的的压压电电材材料料M由由1880年年,法法国国物物理理学学家家P.居居里里和和J.居居里里兄兄弟弟发发现现,M由由两两种种短短周周期期非非金金属属元元素素形形成成,推推测测M的化学式。的化学式。4、压压电电材材料料广广泛泛用用于于制制作作传传感感器器,可可以以测测量量下下列列哪哪一一些些物理量?物理量?A、长度、长度B、时间、时间C、加速度、加速度D、地震波。、地震波。1、Ga2O3+2NH4H2PO4=2GaPO4+2NH3+3H2OLi2CO3+3MoO3=Li2Mo3O10+CO22、晶体中无结晶水或、晶体中无结晶水或OH-,性能更加优良。,性能更加优良。3、SiO2(等电子体)。(等电子体)。4、C、D。例例
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