【题目】钒和镍及其化合物是重要合金材料和催化剂，其储氢合金可作为一种新型锌离子电池的负极材料，该电池以Zn(CF3SO3)2为电解质，以有缺陷的阳离子型ZnMn2O4为电极，成功获得了稳定的大功率电流。
（1）基态钒原子的核外电子排布式为________，其排布时能量最高电子所占据能级的原子轨道有________个伸展方向。
（2）VO2+可与多种物质形成配合物，与氧同周期且第一电离能比氧大的主族元素有____(写元素符号)。
（3）镍形成的配离子[Ni（NH3）6]2+、[Ni(CN)4]2-中，NH3分子的空间构型为_______，与CN-互为等电子体的一种分子的化学式为__________。
（4）三氟甲磺酸(CF3SO3H)是一种有机强酸，结构式如图1所示，通常以CS2、IF3、H2O2等为主要原料来制取。
①H2O2分子中O原子的杂化方式为________。
②三氟甲磺酸能与碘苯反应生成三氟甲磺酸苯酯和碘化氢。1个三氟甲磺酸苯酯分子中含有σ键的数目为__________。
（5）硫化锌晶体的构型有多种，其中一种硫化锌的晶胞如图2所示，该晶胞中S2-的配位数为____。
（6）镧镍合金是重要储氢材料，其储氢后的晶胞如图3所示。
①储氢前该镧镍合金的化学式为___________。
②该镧镍合金储氢后氢气的密度为________(用NA表示阿伏加德罗常数的数值)g.cm-3。
【答案】 [Ar]3d34s2 5 N、F 三角锥形 N2或CO sp3 19 4 LaNi5 
【解析】（1）基态钒原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2；其排布时能量最高的电子所占的能级为3d，3d原子轨道有5个伸展方向；正确答案：[Ar]3d34s2；5。
（2）氧原子在第二周期VIA族，同一周期从左向右，与氧同周期且第一电离能比氧大的主族元素有氮原子、氟原子；正确答案：N、F。
（3）氨气分子中氮原子价电子对数目为3+1/2×（5-1×3）=4，所以采用sp3，空间构型为三角锥形；与CN-互为等电子体（电子数14）的一种分子的化学式为N2或CO；正确答案：三角锥形；N2或CO。
（4）①H2O2分子H-O-O-H，O原子成2个σ键，有2对孤对电子，原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=2+2=4，所以是sp3杂化；正确答案：sp3。
②根据该有机物的结构看出，1个分子中含有σ键有3个 C-F 键、1个C-S 键、2个 S=O 键、 1个 S-O键、1个C-0键、苯环上含有5个C-H键和6个 C-C 键，所以1个三氟甲磺酸苯酯分子中含有σ键的数目为19；正确答案：19。
（5）根据晶胞结构图，晶胞中含有S2-和Zn2+的配位数相等，晶体中与Zn2+最近且距离相等的S2-有4个，配位数为4；正确答案：4。
（6）①根据晶胞结构图，储氢前，晶胞中含有镧原子数=8×1/8=1, 镍原子数8×1/2+1=5，合金的化学式为LaNi5；正确答案：LaNi5。
②晶胞中氢气分子数目8×1/4+2×1/2=3.储氢后的合金化学式为LaNi5H6,储氢后1mol晶胞的体积为：(a×10-10)3×NA= a3×10-30 ×NAcm3,1mol晶胞中含有的氢气质量为6g，该镧镍合金储氢后的密度为：6÷（a3×10-30 NA）g/cm3；正确答案：6÷（a3×10-30 NA）。
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【题目】（1）某课外活动小组同学用左图装置进行实验，试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀。
②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为
_____________________________________________________________________。
（2）芒硝化学式为Na2SO4·10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用右图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。
①该电解槽的阳极反应式为__________________。此时通过阴离子交换膜的离子数__________(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”，“B”，“C”或“D”)________导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：_____________________________________________。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为____________。已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则该燃料电池工作产生36 g液态H2O时，理论上有________ kJ的能量转化为电能。
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【题目】钛酸钡(BaTiO3)在工业上有重要用途，主要用于制作电子陶瓷、PTC热敏电阻、电容器等多种电子元件。以下是生产钛酸钡的一种工艺流程图:
已知:①草酸氧化钛钡晶体的化学式为BaTiO(C2O4)2·4H2O；
②25℃时，BaCO3的溶度积Ksp=2.58×10-9；
(1)BaTiO3中Ti元素的化合价为:__________。
(2)用盐酸酸浸时发生反应的离子方程式为: __________。
(3)流程中通过过滤得到草酸氧化钛钡晶体后，为提高产品质量需对晶体洗涤。
①过滤操作中使用的玻璃仪器有_____________________。
②如何证明晶体已洗净?_______________________。
(4)TiO2具有很好的散射性，是一种有重要用途的金属氧化物。工业上可用TiCl4水解来制备，制备时需加入大量的水，同时加热，其目的是:_______________。
(5)某兴趣小组取19.70gBaCO3模拟上述工艺流程制备BaTiO3，得产品13.98g，BaTiO3的产率为:________。
(6)流程中用盐酸酸浸，其实质是BaCO3溶解平衡的移动。若浸出液中c(Ba2+)=0.1mol/L，则c(CO32-)在浸出液中的最大浓度为__________ mol/L。
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【题目】电化学在日常生活中用途广泛，图①是镁-次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓，图②是Cr2O72-的工业废水的处理。下列说法正确的是（ ）
A. 图②中Cr2O72-离子向惰性电极移动，与该极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去
B. 图②的电解池中，有0.084g阳极材料参与反应，阴极会有336mL的气体产生（标况）
C. 图①中发生的还原反应是：Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓
D. 若图①中3.6g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可产生10.7g氢氧化铁沉淀
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【题目】400 ℃时，某密闭容器中有X、Y、Z三种气体，从反应开始到达到平衡时各物质浓度的变化如图甲所示(假定反应向正反应方向进行)。图乙为相应时刻仅改变反应体系中某一条件后正、逆反应速率随时间变化的情况。
（1）反应从开始至平衡时v(X)＝________________；A、B、C三点的逆反应速率由大到小的顺序为_______________________________________________。
（2）若t3 s时改变的条件是降低压强，则Z物质的起始浓度是________；400 ℃时该反应的平衡常数为________。
（3）t4 s时改变的条件是________，若该反应具有自发性，则此时平衡向________________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动。
（4）在图乙中绘制出t6 s时向容器中加入一定量X后建立新平衡的过程中(压强保持不变)正、逆反应速率的变化曲线并注明速率类型。____________________
（5）研究表明，该反应经过如下几个阶段：
3X(g)
2Q(s)＋P(g) ΔH1 Q(s)===Y(g)＋W(g) ΔH2 P(g)＋2W(g)Z(g) ΔH3
试写出X、Y、Z间反应的热化学方程式________________________________________。
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【题目】钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。利用水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO等）制取CoC12·6H2O粗品的工艺流程图如下：
已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、A13+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表：
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
请回答下列问题：
(1)上述工艺流程图中操作a的名称：_______________。
(2)写出“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式：____________________。
(3)加入NaC1O3的作用是________________ 。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。使用萃取剂最适宜的pH范围是_________(填字母序号)。
A.2.0～2.5 B. 3.0～3.5 C. 5.0～5.5 D. 9.5～9.8
(5)“除钙”“镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下，Ksp(MgF2)=7.35×10-11， Ksp(CaF2)=1.50×10-10。当加入过量NaF，所得滤液中c(Mg2+)/c(Ca2+)=_______________。
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