Question

【題目】工業上以鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3 ，含有Al2O3、SiO2等雜質)為原料生產重鉻酸鈉Na2Cr2O7·2H2O，其流程如下：

查閱資料得知:

①常溫下，NaBiO3難溶于水，有強氧化性。

②常溫下，Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 lg2.5=0.4

③物質溶解度曲線如圖所示。

回答下列問題：

(1)Na2Cr2O7·2H2O鉻的價態是____，H2O2的電子式為__________。

(2)NaBiO3的作用__________。

(3)濾渣D的成分是__________。

(4)操作a的名稱是________、__________。

（5）電鍍廠產生的鍍銅廢水中往往含有一定量的Cr2O72-。處理該廢水的流程為：

①流程中，Na2S2O3參與反應的的離子方程式__________。

②a＝_______，Cr3+已沉淀完全［此時c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］；若pH>a時，Cr(OH)3開始溶解，溶解時的離子方程式為_______。

【答案】 +6 作氧化劑，氧化Cr3+ Al(OH)3 蒸發結晶 趁熱過濾 3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O 5.6 Cr(OH)3 + OH- = CrO2-+ 2H2O或Cr(OH)3 + OH - = Cr(OH)4-

【解析】(1)Na2Cr2O7·2H2O中鈉的化合價為+1價，氧的化合價為-2價，氫的化合價為+1價，根據化合物中各元素化合價代數和為0可推出鉻的價態為+6價，H2O2的電子式為；(2)根據已知條件可知，NaBiO3有強氧化性，其作用為作氧化劑，氧化Cr3+；(3)溶液C中加入過量NaBiO3和適量氫氧化鈉后溶液pH增大，Al3+轉化為沉淀，故濾渣D的成分是Al(OH)3；(4) Na2Cr2O7、Na2SO4混合溶液通過操作a后得到Na2SO4固體和溶液E，溶液E主要含有Na2Cr2O7，故操作a是將溶解度隨溫度變化情況不同的兩溶質從溶液中分離，根據圖中溶解度曲線可知，其名稱是蒸發結晶、趁熱過濾；（5）①流程中，含Cr2O72-的廢水中加入Na2S2O3溶液轉化為含的Cr3+廢水，發生反應的的離子方程式為：3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O；②Cr3+已沉淀完全［此時c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1］時， Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH-)=1×10-5mol·L-1×c3(OH-)=6.4×10-31，則c3(OH-)==6.4×10-26，c(OH-)=4.0×10-9，c(H+)===2.5×10-6，pH=-lgc(H+)=5.6，故a＝5.6；若pH>a時，Cr(OH)3開始溶解，溶解時的離子方程式為Cr(OH)3 + OH- = CrO2-+ 2H2O或Cr(OH)3 + OH - = Cr(OH)4-。

【題型】綜合題
【結束】
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【題目】【化學—選修3：物質結構與性質】銅、硼、硅、砷等元素的化合物是制造新型激光武器和新型太陽能電池的重要材料。回答下列問題：

（1）基態硅（2814Si）原子中，電子占據的最高能層的軌道數有______個。

（2）已知：藍色晶體（CuSO4·5H2O） 天藍色溶液 深藍色溶液深藍色晶體

①藍色晶體中陰離子的空間構型是_________；

②天藍色溶液中的陽離子是_____，其配體中心原子的雜化軌道類型是________；

③24.6g深藍色晶體（其摩爾質量為246g.mol-1）中配離子含有的σ鍵數是_____；

④實驗測得無水乙醇易溶于水，其原因是______________。

（3）砷化鎵是具有空間網狀結構的晶體，熔點為1230℃，是優良的第三代半導體材料。

①砷化鎵屬于________晶體。已知氮化硼與砷化鎵屬于同種晶體類型。則兩種晶體熔點較高的是_____（填化學式），其理由是_________。上述兩種晶體中的四種元素電負性最小的是_______（填元素符號）。

②砷化鎵晶胞結構如圖所示。其晶胞邊長為a pm，密度為_______g.cm-3。（砷化鎵的摩爾質量為M g.mol-1，阿伏伽德羅常數為NA）

Answer 1

【答案】 9 四面體 [Cu(H2O)4]2+ sp3 1.6NA 乙醇分子與水分子間存在氫鍵，乙醇分子和水分子都是極性分子 原子晶體 BN 二者均為原子晶體，B、N間的鍵長比Ga、As的鍵長短，鍵能大 Ga 4Mx1030/a3NA

【解析】（1）基態硅（2814Si）原子核外電子數為14，基態原子核外電子排布為1s22s22p63s23p2，電子占據的最高能層符號為M，該能層具有的原子軌道數為1+3+5=9；（2）①藍色晶體CuSO4·5H2O中陰離子SO42-，根據價層電子對互斥理論，價層電子對個數=σ鍵+孤電子對個數，SO42-中中心原子S的價層電子對為=4，孤電子對數為=0，不含孤電子對，所以空間構型是正四面體結構；②藍色晶體溶于水得到天藍色溶液中的陽離子是[Cu(H2O)4]2+；其配體H2O中心原子O原子雜化軌道數為=4，，采取sp3雜化方式；③每個配離子[Cu(NH3)4]2+含有的σ鍵數是3×4+4=16，故24.6g深藍色晶體{[Cu(NH3)4]SO4H2O }為0.1mol，其中配離子[Cu(NH3)4]2+含有的σ鍵數是0.1mol×16×NA mol-1=1.6NA；④乙醇分子與水分子間存在氫鍵，乙醇分子和水分子都是極性分子，故無水乙醇易溶于水；（3）①砷化鎵是具有空間網狀結構的晶體，熔點為1230℃，是優良的第三代半導體材料，與晶體硅相似，故砷化鎵屬于原子晶體；氮化硼與砷化鎵都屬于原子晶體，B、N間的鍵長比Ga、As的鍵長短，鍵能大，故BN晶體熔點較高；非金屬性越強，電負性越強，則B、N、Ga、As四種元素電負性最小的Ga；②一個晶胞中含有As 8×+6×=4個，Ga在內部，共4個，即一個晶胞中含有4個砷化鎵，其晶胞邊長為apm=a×10-10cm，V=a3×10-30cm3，密度為=。