专题3微粒间作用力与物质性质综合复习训练(含解析)2023——2024学年高中化学苏教版(2019)选择性必修2

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名称 专题3微粒间作用力与物质性质综合复习训练(含解析)2023——2024学年高中化学苏教版(2019)选择性必修2
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-02-19 13:09:35

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文档简介

专题3微粒间作用力与物质性质综合复习训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题
1.近日,中南大学何军团队发表了对新型单元素半导体材料黑砷晶体b-As的研究成果,其三维结构如图所示。下列说法错误的是
A.与石墨相比,黑砷晶体中的As更易结合
B.As原子的杂化方式与石墨中C原子不同
C.与相比,同压下黑砷晶体的沸点更低
D.As原子与键的个数比为
2.下列说法正确的是
A.熔点:NaCl>CsCl B.沸点:F2>Cl2
C.熔点: > D.沸点:CO2>SiO2
3.硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料;其晶胞结构如图甲所示,乙图为晶胞的俯视图,已知晶胞参数为anm,硒原子和锌原子的半径分别为r1nm和r2nm,下列说法不正确的是
A.Zn与距离最近的Se所形成的键的夹角为109°28ˊ
B.晶胞中d点原子分数坐标为(,,)
C.相邻两个Zn原子的最短距离为0.5anm
D.硒原子和锌原子的空间利用率为
4.CuCl是白色难溶于水的化合物,溶于较浓盐酸时生成,其盐酸溶液能吸收CO,形成,其结构为:,此物质可以定量吸收CO,也能吸收O2、PH3、C2H2等气体。下列说法正确的是
A.由结构可知,原子不满足8电子稳定结构
B.测定混合气体和中的含量时,应先用的盐酸溶液吸收
C.中的化合价为,配位数为4
D.用与溶液制备时,反应体系中先加入浓盐酸后期再加水稀释可提高产率
5.某物质W(摩尔质量为)的晶胞结构如图所示。下列有关说法中正确的是
A.W的化学式为 B.熔融状态下W一定能导电
C.每个晶胞的质量为 D.X、Y配位数分别为2、4
6.表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.冰中含有的氢键数目为
B.1molCH4和1molP4含有的共价键数都为4
C.环状 分子中含有的键数目为
D.金刚石与石墨的混合物含有的C-Cσ键数目为
7.科学家进行了利用CaF2晶体中释放出的Ca2+和F-脱除硅烷的研究,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法正确的是
A.F、Si和Ca三种元素均位于元素周期表的p区
B.键能:Si-O键>Si-Si键,因此自然界中硅元素以二氧化硅或硅酸盐形式存在为主
C.CaF2晶胞中,A处原子分数坐标为,则B处原子分数坐标为
D.脱除硅烷反应速率高度依赖晶体提供自由氟离子的能力,因此脱除硅烷能力:
8.我国科学家合成了富集11B的非碳导热材料立方氮化硼晶体,其晶胞结构如图。下列说法正确的是
A.11BN和10BN的性质无差异
B.该晶体具有良好的导电性
C.该晶胞中含有14个B原子,4个N原子
D.B原子周围等距且最近的B原子数为12
9.某化学兴趣小组在学完分子晶体后,查阅了几种氯化物的熔、沸点,记录如下:
熔点/℃ 801 712 190 -68 782
沸点/℃ 1465 1418 178 57 1600
根据表中数据分析,属于分子晶体的是
A. B.
C. D.
10.一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I-和有机碱离子,其晶胞如图乙所示。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.图甲中的Ti4+与图乙中的I-的空间位置相同
B.有机碱离子中没有配位键
C.晶体甲中Ti4+的配位数为12
D.若乙晶胞参数为a nm,则晶体密度为
11.W、X、Y、Z为不同周期的主族元素,原子序数依次增大且小于20,四种元素形成的化合物M的结构如图,农业上常用作肥料。下列说法错误的是
A.电负性:X>Y>Z
B.X、Y分别与W形成的简单化合物的沸点:X>Y
C.化合物M既能与酸反应又能与碱反应
D.W与X或Z均可形成既含有离子键又含有非极性共价键的离子化合物
12.铁有三种同素异形体,三种晶体在不同温度下可以发生转化。如图是三种晶体的晶胞,下列说法正确的是
A.三种同素异形体的性质相同
B.晶体是非密置层在三维空间堆积形成的
C.晶体中与每个铁原子距离最近且相等的铁原子有6个
D.将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同
13.根据如表的数据,判断下列说法正确的是
离子化合物 离子电荷数 核间距/ 晶格能/ 熔点/℃ 摩氏硬度
1 231 923 993 3.2
1 282 786 801 2.5
2 210 3791 2852 6.5
2 240 3401 2614 4.5
A.晶格能的大小只与阴、阳离子电荷数有关
B.晶格能越大,即阴、阳离子间的静电引力越强,晶体的熔点就越高,硬度就越大
C.NaF晶体比NaCl晶体稳定
D.表中物质CaO的晶体最稳定
14.下列有关说法正确的是
A.水合铜离子的模型如图I,该微粒中存在极性共价键、配位键、离子键
B.晶体的晶胞如图II,距离最近的组成正四面体
C.氢原子的电子云图如图III,氢原子核外大多数电子在原子核附近运动
D.金属Cu中Cu原子堆积模型如图IV,为面心立方堆积,Cu原子的配位数为8
15.F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙,它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增),都极易与水反应。其中6XeF4+12H2O=2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑,下列推测正确的是
黑球表示氙原子白球表示氟原子
A.XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构
B.某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示,可推知其化学式为XeF6
C.XeF4按已知方式水解,每生成2molXe转移8mol电子
D.XeF2加入水中,在水分子的作用下,将重新生成Xe和F2
二、填空题
16.研究含硼化合物具有重要意义。
(1)易溶于热水、在冷水中溶解度较小,可通过如下过程制得:称取10 g钠硼解石[主要成分,含少量、NaCl和难溶于酸的物质],除去氯化钠后,在60℃下用浓硝酸溶解,趁热过滤,将滤渣用热水洗净后,合并滤液和洗涤液,降温结晶,过滤得。
①写出与硝酸反应生成的化学方程式: 。
②60℃时,控制钠硼解石量一定,硝酸溶解时B的浸出率随液固质量比的变化如图所示。硝酸溶解时控制液固质量比为5∶1,而不采用更大液固质量比的原因是 。
③钠硼解石中的B可看成以形式存在。液固质量比为测定钠硼解石中的质量分数,实验方案如下:将所得用热水完全溶解后,加水定容至500 mL。取25.00 mL溶液,加入适量甘露醇(甘露醇与结合后,每分子可电离出1个),滴入2~3滴酚酞作指示剂,用0.2500 mol·L NaOH标准溶液进行滴定,终点时消耗NaOH标准溶液20.00 mL。根据实验数据计算钠硼解石中的质量分数,写出计算过程 。
(2)一种镍磷化合物催化氨硼烷水解制氢的可能机理如图所示。
①“中间体I”中B、N上所连H分别吸附在Ni和P上的原因是 。
②“中间体III”可以进一步水解,则氨硼烷水解最终所得含硼化合物的化学式为 。
(3)一种是核工业屏蔽中子的新型材料。其晶胞中Ca处于晶胞的体心位置,占据晶胞8个顶点的是由B原子构成的正八面体。晶胞和正八面体结构如图所示。中 。
17.现有几组物质的熔点(以℃为单位)数据:
A组 B组 C组 D组
金刚石:3550 Li:181 HF:-83 NaCl:801
硅晶体:1410 Na:98 HCl:-115 KCl:776
硼晶体:2300 K:64 HBr:-89 RbCl:718
二氧化硅:1723 Rb:39 HI:-51 CsCl:645
据此回答下列问题:
(1)A组属于 晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是 。
(2)B组晶体共同的物理性质是 (填序号)。
①有金属光泽②导电性③导热性④延展性
(3)C组中HF熔点反常是由于 。
(4)D组晶体可能具有的性质是 (填序号)。
①硬度小②水溶液能导电③固体能导电④熔融状态能导电
(5)加碘食盐中含有KIO3,其立体结构如图,边长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置。K与O间的最短距离为 nm,与K紧邻的I个数为 。原子坐标参数表示晶胞内各原子的相对位置。如图(晶胞中,原子坐标参数A为(0,0,0);B为(,,);C为(0,1,1)。则D原子的坐标参数为
三、解答题
18.钢渣是钢铁行业的固体废弃物,含有和等物质。一种以钢渣粉为原料固定并制备的工艺流程如图所示。
已知钢渣中元素质量分数为在稀盐酸和混合溶液中不易被浸出。该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的如下表所示:
金属离子
开始沉淀的 1.9 7.2 3.5 12.4
沉淀完全的 2.9 8.2 5.1 13.8
回答下列问题:
(1)浸出1过程生成的“包裹”在钢渣表面形成固体膜,阻碍反应物向钢渣扩散。提高浸出率的措施有 (除粉碎外,举1例)。该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是 。
(2)为避免引入杂质离子,氧化剂应为 (举1例)。
(3)滤液的溶质可循环利用,试剂应为 。
(4)若的浸出率为,理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定 。
(5)富钒渣焙烧可生成钒钙盐,不同钒钙盐的溶解率随变化如图所示。已知浸出2的pH约为2.5,则应控制焙烧条件使该钒钙盐为 。该培烧反应的化学方程式是 。
(6)微细碳酸钙广泛应用于医药、食品等领域,某种碳酸钙晶胞如图所示。已知,该晶体密度为 (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
19.盐湖卤水(主要含、'、、、和硼酸根等)是锂盐的重要来源,一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如图:

已知:硼原子有3个价电子,但有4个价轨道,这种价电子数少于价轨道数的原子称作缺电子原子。
常温下、。
相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。

回答下列问题:
(1)含硼固体中的晶体为层型片状结构,在层与层之间容易裂解,其原因是层与层之间通过 结合,在水中的电离方程式为 。
(2)与溶液反应可制备硼砂,硼砂分子中硼原子的化合价为 ;常温下硼砂溶液中,水解生成相同浓度的和,则溶液 。
(3)“水浸”后的固体主要成分为 (填化学式,下同);精制后溶液中的浓度为,则常温下精制II过程中浓度应控制在 以下。
(4)精制II的目的是除去滤液中的 ,进行操作的目的是除去溶液中的 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.C
【详解】A.与石墨相比,黑砷晶体中的As最外层有5个电子,因此黑砷晶体更易结合,故A错误;
B.石墨中C原子为sp2杂化,As原子的杂化方式为sp3,故B正确;
C.是分子晶体,黑砷晶体类似于石墨,石墨晶体中既有共价键,又有金属键,还有范德华力,为混合晶体,所以同压下黑砷晶体的沸点更高,故C错误;
D.每个As原子与周围三个As原子结合形成共价键,因此As原子与键的个数比为,故D正确。
综上所述,答案为C。
2.A
【详解】A.NaCl、CsCl均为离子晶体,离子半径Cs+大于Na+,故晶格能NaCl>CsCl,则熔点:NaCl>CsCl,A正确;
B.F2、Cl2均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大、熔沸点越高,则沸点:F2<Cl2,B错误;
C.邻硝基苯酚主要形成分子内氢键 ,对硝基苯酚形成分子间氢键,则熔点:邻硝基苯酚<对硝基苯酚,C错误;
D. SiO2是共价晶体,熔沸点高、室温下呈固态,CO2是分子晶体,熔沸点较低、室温下呈气态,沸点:CO2<SiO2,D错误;
答案选A。
3.C
【详解】A.把晶胞分成8个小立方体,Zn位于小立方体的体心,Zn周围的4个Se围成构型为正四面体,Zn位于正四面体的体心,即Zn与距离最近的Se所形成的键的夹角为109°28′,故A说法正确;
B.该晶胞中a点坐标为(0,0,0),b点坐标为(,1,),由图乙可知,d原子在右前上方小立方体的体心,因此d坐标为(,,),故B说法正确;
C.根据图乙可知,相邻两个Zn原子的最短距离为面对角线的一半,即距离为nm,故C说法错误;
D.Se在晶胞中个数为=4,锌位于晶胞内部,有4个,因此空间利用率为,故D说法正确;
答案为C。
4.D
【详解】A.由结构可知,原子与中心原子Cu形成一个共价键,一个配位键,故满足8电子稳定结构,故A错误;
B.测定混合气体和中的含量时,用的盐酸溶液吸收,也能吸收O2,故B错误;
C.中的化合价为,配位数为4,故C错误;
D.用与溶液制备时,反应体系中先加入浓盐酸,可抑制盐的水解,后期再加水稀释可提高产率,故D正确。
答案为D。
5.C
【详解】A.由图知X位于顶点与面上,Y位于晶胞内,由均摊法可求出一个晶胞中含有4个X、4个Y,化学式为(或),选项A错误:
B.根据题中信息不能确定W是离子晶体,选项B错误:
C.晶胞中,故,选项C正确;
D.由晶胞图知,每个Y周围存在四个等距离且最近的X,即Y的配位数是4,故X的配位数也是4,选项D错误;
答案选C。
6.C
【详解】A.平均1个水分子含有2个氢键,18g冰的物质的量是1mol,其中含有的氢键数目为2NA,故A错误;
B.1分子白磷含有6条共价键,1molP4含有的共价键数都为6NA,故B错误;
C.S8分子是皇冠形,8个硫依次连成键,一个S8分子中含8个S-S键,则32gS8中硫原子的物质的量是1mol,其含有的S-S键数为NA,故C正确;
D.金刚石中平均1个碳原子形成2个共价键,石墨中平均1个碳原子形成1.5个共价键,无法计算12g金刚石与石墨的混合物含有的C-Cσ键数目,故D错误;
故选:C。
7.B
【详解】A.F、Si位于元素周期表的p区,Ca位于元素周期表的s区,故A错误;
B.硅属于亲氧元素,Si元素的半径大于O元素,则键长:Si—OSi—Si,所以硅在自然界中不能以单质存在,主要以二氧化硅和硅酸盐存在,故B正确;
C.B处位于底面面心,坐标为(,,),故C错误;
D.根据该选项所描述的情况,可知与氟原子结合能力越弱,则脱硅能力越强,所以同主族金属元素原子半径越大,与氟原子的结合能力越弱,所以脱硅能力应该是氟化钡大于氟化钙大于氟化镁,故D错误;
故选B。
8.D
【详解】A.11B 和10B互为同位素,形成的化合物在化学性质上无差异,但其物理性质不同,故A错误;
B.该晶体结构中无自由移动的电子,不具有导电性,故B错误;
C.由图可知,该晶胞含4个N原子,B原子位于晶胞的顶点和面心上,故B原子的数量为8×18+6×12=4个,故C错误;
D.由晶胞示意图,1个N原子与4个B原子成键,1个B原子可以和3个N原子成键,这些N原子距中心N原子等距离且最近,总数为12个,故D正确;
故选D选项。
9.B
【分析】由表中氯化物熔、沸点可知,一般情况下,熔、沸点较低的是分子晶体,熔沸点较高的是离子晶体。
【详解】由分析可知,SiCl4、AlCl3的熔沸点都很低,因此形成的晶体是分子晶体。NaCl、MgCl2、CaCl2的熔沸点很高,所以形成的晶体应该是离子晶体,通过离子键结合,故B正确;
故答案选B。
10.D
【详解】A.比较晶胞甲、乙可知,将图乙中周围紧邻的八个晶胞中体心上的离子连接起来,就能变为图甲所示晶胞结构,图乙中体心上的Pb2+就变为了八个顶点,即相当于图甲中的Ti4+,图乙中顶点上的I-就变成了体心,即相当于图甲中的Ca2+,A错误;
B.在有机碱中,含有C-N共价键,N原子提供孤对电子,H+提供空轨道,所以该离子中存在配位键,B错误;
C.根据晶体甲结构可知:在晶体中与Ti4+距离相等且最近的O2-有6个,分别位于其上、下、前、后、左、右六个方向,因此Ti4+的配位数为6,C错误;
D.在图乙晶胞中含有:8×=1;含有I-:6×=3,含有Pb2+:1,由于晶胞参数为a nm,所以该晶胞的密度ρ==,D正确;
故合理选项是D。
11.D
【分析】W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素,原子序数依次增大且小于20,可知W为第一周期元素为H;X为第二周期元素,结合结构图可知其形成2对共用电子形成稳定结构,则X最外层电子数为6,X为O;Y为第三周期元素,其形成5对共用电子,且化合物M常用作肥料,可知M中含N或P,则Y应为P;Z为第四周期元素,形成+1价阳离子,Z为K。
【详解】A.同周期元素电负性从左到右递增,同主族元素电负性从上到下递减,则电负性:O>P>H>K,A正确;
B.X、Y分别与W形成的简单化合物分别为H2O和PH3,H2O分子间存在氢键导致其沸点较高,B正确;
C.化合物M为KH2PO4,属于强碱弱酸酸式盐,既能与强碱反应生成正盐,也能与强酸反应生成磷酸,C正确;
D.H和O之间只能形成共价键,且只能形成共价化合物,H和K之间只形成离子键,不能形成非极性共价键,D错误;
故选:D。
12.C
【详解】A.结构决定性质,三种铁的晶胞结构不同,物理性质不相同,但铁的原子结构一样,化学性质几乎完全相同,但故A错误;
B.δ-Fe晶体和α-Fe晶体都是非密置在三维空间堆积而成的,γ-Fe晶体不是,故B错误;
C.α-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子是相邻顶点上铁原子,前后左右上下,共6个,故C正确;
D.将铁加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却,温度不同,分别得到α-Fe、γ-Fe、δ-Fe,晶体类型不相同,故D错误;
故选:C。
13.C
【详解】A.根据表中的数据可知,晶格能的大小还与阴、阳离子之间的核间距有关,A错误;
B.离子键本质是阴、阳离子间的静电作用,不只是引力,还有斥力,晶格能越大,即阴、阳离子间的静电作用越强,晶体的熔点就越高,硬度就越大,B错误;
C.晶格能越大,晶体越稳定,晶格能:,故晶体比晶体稳定,C正确;
D.晶格能越大,晶体越稳定,表中所列物质中的晶体最稳定,D错误;
故选C。
14.B
【详解】A.水合铜离子中水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键,水中的H原子和O原子形成极性共价键,但不存在离子键,A项错误;
B.晶体的晶胞中,距离最近的组成正四面体,B项正确;
C.电子云图表示电子在某一区域出现的机会的多少,H原子核外只有一个电子,所以不存在大多数电子一说,只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会多,C项错误;
D.金属中原子为面心立方堆积,配位数为12,D项错误;
故选:B。
15.C
【详解】A.Xe原子已经达到8电子稳定,故XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构,A不正确;
B.根据平行六面体规律:Xe为8×+1=2,F为8×+2=4,故该晶体的化学式为XeF2,B不正确;
C.由于F的非金属性最强,在XeF4中Xe的化合价为+4价,生成2molXe转移电子数为8mol,C正确;
D.F2有强的氧化性,能够与水反应,故XeF2与水反应不可能生成F2,D不正确;
故选C。
16.(1) 使用更大液固比,B元素浸出率不再增大,但会消耗更多硝酸,浪费原料;更大液固比时,硼酸的结晶率会降低,减少硼酸的产率 mol
原10 g钠硼解石中B的物质的量 mol
mol
g
钠硼解石
(2) 电负性N>H>B,P>Ni,所以B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性,因为不同电性间原子相互吸引,所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上 或
(3)6
【详解】(1)①与硝酸反应生成硝酸钠、硝酸钙、硼酸和水,反应方程式为:,故答案为:;
②由图中信息可知当液固质量比为5:1时,B元素的浸出率已经较大,再增大质量比B元素的浸出率不再增大,但会增加硝酸的用量,浪费原料;另外过高的质量比会导致硼酸的结晶率降低,减少硼酸产率,故答案为:使用更大液固比,B元素浸出率不再增大,但会消耗更多硝酸,浪费原料;更大液固比时,硼酸的结晶率会降低,减少硼酸的产率;
③ mol
原10 g钠硼解石中B的物质的量 mol
mol
g
钠硼解石
故答案为: mol
原10 g钠硼解石中B的物质的量 mol
mol; g;钠硼解石;
(2)①由电负性规律可知:电负性N>H>B,P>Ni,由此可知B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性,因为不同电性间原子相互吸引,所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上。故答案为:电负性N>H>B,P>Ni,所以B上所连H带负电性、N上所连H带正电性、P带负电性、Ni带正电性,因为不同电性间原子相互吸引,所以B、N上所连H分别吸附在Ni和P上;
②由反应机理可知水解过程中B原子所连的H逐步被-OH替代,由此可知氨硼烷水解最终水解生成和铵根离子,最终产物为或,故答案为:或;
(3)由晶胞结构可知,该晶胞中含1个Ca,由B原子构成的正八面体占据晶胞8个顶点,则正八面体的个数为,则晶胞中B原子个数为6,故答案为:6。
17. 原子 共价键 ①②③④ HF分子间能形成氢键,其熔化时需要消耗的能量更多 ②④ 0.315 8 (1,,)
【分析】此题考查晶体类型,晶体分四类:分子晶体,原子晶体,离子晶体,金属晶体。
【详解】(1)中晶体熔点都比较高,属于原子晶体,原子晶体间作用力为共价键;
(2)中晶体都是金属,为金属晶体,金属有共性:延展,导电,导热和金属光泽;
(3)为分子晶体,分子晶体熔点有范德华力和分子间氢键决定,氟化氢间有氢键,所以熔点较高;
(4)组晶体为离子晶体,离子晶体为电解质,在水溶液或熔融状态可以导电;
(5)由晶胞知,与间的最短距离为面对角线的一半代入即可得0.315,与K紧邻的I个数8个(上下左右前后),D原子的坐标参数为(1,,)。
18.(1) 适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌 稀硫酸与2CaO SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面,阻碍反应物向钢渣扩散
(2)H2O2或氯水
(3)氨水
(4)297
(5) Ca2V2O7 V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2
(6)×1023
【分析】钢渣中含有2CaO SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3和V2O3等,钢渣中加入稀盐酸、NH4Cl进行“浸出1”,经过滤得到富钒渣,滤液中含Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+,滤液中加入氧化剂A将Fe2+氧化成Fe3+,加入试剂B将Fe3+、Al3+转化成铁铝渣而除去,然后加入试剂B调pH,再吸收CO2“固碳”得到微细CaCO3和滤液C;富钒渣与CaCO3在空气中焙烧得焙烧产物,焙烧产物中加入稀硫酸进行“浸出2”经过滤得滤渣和滤液,滤液经系列操作得V2O5,用还原剂将V2O5还原为V2O3。
【详解】(1)浸出1过程生成的SiO2 “包裹”在钢渣表面形成固体膜,阻碍反应物向钢渣扩散。提高浸出率的措施有:适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌等。该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是:稀硫酸与2CaO SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面,阻碍反应物向钢渣扩散。
(2)加入氧化剂A的目的是将Fe2+氧化成Fe3+,为避免引入杂质离子,氧化剂A应为H2O2或氯水。
(3)加入试剂B的目的使Fe3+、Al3+转化成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去,继续加入试剂B调pH,便于“固碳”时形成CaCO3,滤液C的溶质可循环利用,试剂B应为氨水。
(4)钢渣中Ca元素的质量分数为30%,若Ca的浸出率为90%,理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定CO2的质量为=297kg。
(5)由图可知浸出2的pH约为2.5时,Ca2V2O7的溶解率最大,故应控制焙烧条件使钒钙盐为Ca2V2O7;该焙烧过程中V元素的化合价由+3价升至+5价,O2为氧化剂,根据得失电子守恒和原子守恒,该焙烧反应的化学方程式为V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2。
(6)该晶胞中含Ca2+的个数为4×+4×+2×+2×+4=6,含的个数4×+4×+4=6,1个晶胞的质量为g,晶胞的体积为=×(4.99×10-7cm)2×(17.3×10-7cm)= ×4.992×17.3×10-21cm3,该晶体密度为g÷(×4.992×17.3×10-21cm3)= ×1023g/cm3。
19.(1) 范德华力或分子间作用力 B(OH)3+H2OB(OH)+H+
(2) +3 9.24
(3) MgO 5.5×10-3
(4) Ca2+ CO
【分析】“脱硼”:加入盐酸,得到含硼固体;
“浓缩结晶”:对滤液进行浓缩,得到MgCl2·6H2O;
“煅烧”:MgCl2·6H2O煅烧中得到MgO、HCl和H2O;
“水浸”:加水水浸,MgO是不溶于水的固体,过滤,水浸得到固体为MgO;
“精制Ⅰ”:加入生石灰,生石灰与水反应生成Ca(OH)2,氢氧化钙与溶液中少量Mg2+反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钙,滤渣Ⅰ为Mg(OH)2、CaSO4;
“精制Ⅱ”:加入纯碱目的是除去溶液中的Ca2+,滤渣Ⅱ为碳酸钙;
据此分析;
【详解】(1)1molB(OH)3中含有3mol氢键,平面层内硼酸分子之间通过氢键结合,层层之间容易裂解,说明作用力不强,则层层之间通过范德华力或分子间作用力结合;硼酸为一元弱酸,根据题中所给信息,硼酸在水中的电离方程式为B(OH)3+H2OB(OH)+H+;故答案为范德华力或分子间作用力;B(OH)3+H2OB(OH)+H+;
(2)依据化合价代数和为0,可推断硼砂分子中硼原子的化合价为+3价;硼酸为一元弱酸,其电离平衡常数Ka=,溶液中c[B(OH)]=c[B(OH)3],Ka=c(H+)=1.0×10-9.24,此时溶液的pH=9.24;故答案为+3;9.24;
(3)根据上述分析,“浓缩结晶”:对滤液进行浓缩,得到MgCl2·6H2O;“煅烧”:MgCl2·6H2O煅烧中得到MgO、HCl和H2O;“水浸”:加水水浸,MgO是不溶于水的固体,过滤,水浸得到固体为MgO;c(Li+)=2.0mol/L,Ksp(LiCO3)=2.2×10-2,为了不让碳酸锂沉淀,c(CO)≤=5.5×10-3mol/L,故答案为MgO;5.5×10-3mol/L;
(4)由于硫酸钙微溶于水,“精制Ⅰ”所得溶液中含有一定的浓度Ca2+,“精制Ⅱ”中加入碳酸钠的目的是除去过量的Ca2+;操作X的目的为酸化除CO,防止Li+在浓缩步骤中提前析出,产物产率下降;故答案为Ca2+;CO。
答案第1页,共2页
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