【题目】钙钛矿可以制成太阳能电池、发光二极管和催化剂,甚至可以制成未来量子计算机的元件。钙钛矿并不是专指某种含钙和钛的化合物,而是一类具有ABX3组成的晶体材料的总称,其中A和B是阳离子,X是阴离子。
(1)历史上所发现的第一种钙钛矿,是天然矿物钛酸钙(CaTiO3),其中Ti4 +的核外电子排布式为____;钛酸钙中两种阳离子中半径较大的是__。
(2)一种有机卤化铅钙钛矿是由[CH (NH2)2]+、Pb2+和Cl-构成的,这种钙钛矿的化学式为___,在[CH(NH2)2]+中碳原子的杂化方式为____。
(3)2018年我国科学家制得世界首例无金属钙钛矿材料。下列有机阳离子均可用于制备无金属钙钛矿:
其中含有手性碳原子的是____(填序号)。
(4)如图是CaTiO3的两种晶胞结构示意图,两种晶胞的参数均为a=b=c=379. 5 pm,α=β=γ=90°;
在晶胞I中氧离子占据的是___(填“体心”“面心”或“顶点”),在晶胞II中氧离子之间最近的距离是___pm(列出计算表达式)。
(5)无金属钙钛矿MDABCO—NH4 I3的晶胞类型与CaTiO3相同。若在MDABCO-NH4I3的晶胞中NH4+的分数坐标为(,
,
),其中一种I-的分数坐标为(0,0,
),则MDABCO的分数坐标为___。与MDABCO 距离最近的I-的个数为____个。
【答案】1s22s22p63s23p6 Ca2+ [CH(NH2)2]PbCl3 sp2 Ⅱ和Ⅳ 面心 (0,0,0) 6
【解析】
(1)Ti的核电荷数为22,按照电子排布规律写出其电子排布式;Ca2+和Ti4+的离子核外排布相同,核电荷数大,离子半径小;
(2)化合物是电中性的,正负化合价代数和为0;根据[CH(NH2)2]+中碳原子价层电子对数判断杂化轨道方式;
(3)碳原子连接4个不同的原子或原子团时为手性碳原子;
(4) 根据均摊法可知晶胞中含有氧离子数目为3,再结合晶胞I结构分析即可;晶胞II中氧离子位于立方体的棱边上,两个直接相连的棱边上氧离子间的距离最短;
(5)无金属钙钛矿MDABCO—NH4I3的晶胞类型与CaTiO3相同;若在MDABCO-NH4I3的晶胞中NH4+的分数坐标为(,
,
),其中一种I-的分数坐标为(0,0,
),则NH4+位于立方体的体心,I-位于立方体的棱边上,晶胞类型为晶胞II,即MDABCO位于晶胞的顶点。
(1) Ti的核电荷数为22,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,则Ti4 +的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6;Ca2+和Ti4+的离子核外排布相同,核电荷数大,离子半径小,即Ca2+半径比Ti4+大;
(2) 有机卤化铅钙钛矿是由[CH (NH2)2]+、Pb2+和Cl-构成的,结合化合物电中性及原子的最简式整数比原则,这种钙钛矿的化学式为[CH(NH2)2]PbCl3;在[CH(NH2)2]+中碳原子价层电子对数为3,无孤对电子,则碳原子的杂化方式为sp2;
(3) 碳原子连接4个不同的原子或原子团时为手性碳原子,则和
中无含手性碳原子;
和
分子结构中红色标注的碳原子,均连接4个不同的原子或原子团,为手性碳原子,故答案为Ⅱ和Ⅳ;
(4)在CaTiO3的晶胞I含有体心离子数有1个,顶点离子数为8×=1,面心离子数为6×
=3,则氧离子占据的是面心;晶胞II中氧离子位于立方体的棱边上,两个直接相连的棱边上氧离子间的距离最短,氧离子之间最近的距离是
×
=
pm;
(5)在MDABCO-NH4I3的晶胞中NH4+的分数坐标为(,
,
),其中一种I-的分数坐标为(0,0,
),则NH4+位于立方体的体心,I-位于立方体的棱边上,晶胞类型为CaTiO3晶胞II,即MDABCO位于晶胞的顶点,分数坐标为(0,0,0);与MDABCO 距离最近的I-的个数为3×8×
=6。
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【题目】某校化学兴趣小组为研究Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
(1)有关氯气、氯水和氯离子的性质,下列说法正确的是___。
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.Cl-和Cl2都具有很强的氧化性
C.新制氯水可以用来杀菌消毒是因为生成强酸次氯酸
D.将新制氯水滴入AgNO3溶液,会出现白色沉淀
(2)装置Ⅱ中饱和食盐水的作用是___。
(3)实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的离子方程式为:___。
(4)实验过程中,装置IV中的实验现象为__;发生反应的化学方程式为__。
(5)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为还需在图中装置Ⅱ与Ⅲ之间添加如图中的__装置填序号
,该装置的作用是__。
(6)装置Ⅴ的目的是防止尾气污染,写出装置Ⅴ中发生反应的离子方程式__。
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【题目】(1)写出下列反应的热化学方程式:
①.N2(g)与H2(g)反应生成1molNH3(g),放出46.1kJ热量: __________。
②1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(g),放出1366.8kJ的热量:________ 。
(2)101 kPa条件下,氮气和氢气反应生成氨气的能量变化示意图如下:
已知:a=1127;b=1219,则:1molN2和3molH2参与反应生成2molNH3________(填“吸收”或“放出”)热量_____kJ。
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【题目】近年来科学家制造出大量的新物质,对下列三种物质的相关说法错误的是( )
石墨烯:从石墨中分离出来,是最薄、最坚硬的纳米材料 | 石墨炔:平面网状结构的全碳分子,具有优良的化学稳定性 | 纳米碳管:具有优良的场发射性能,制作成阴极显示管、储氢材料 |
A. 石墨烯具有良好的导电性
B. 上述三种物质与金刚石互为同素异形体
C. 石墨炔孔径略大于H2分子的直径,可作H2的提纯薄膜
D. 上述三种物质与浓硫酸都能发生反应,但反应产物不同
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【题目】海带中含有丰富的碘。为从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤③中过滤操作时,除需要铁架台、烧杯等,还需用到的玻璃仪器是___。
(2)步骤④中反应的离子方程式是___。
(3)步骤⑤和⑥的实验操作名称分别是___和____。
(4)步骤⑤中,某学生选择用CCl4来提取碘的理由是:CCl4与碘单质不反应,___。
(5)酸性条件下,若用IO3-将I-氧化为I2,则I-和IO3-的物质的量之比为___。
(6)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法___。
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【题目】观察下列几个装置示意图,有关叙述不正确的是( )
A.装置①工业上可用于生产金属钠,电解过程中石墨电极产生氯气,此法也可用于生产活泼金属镁、铝等
B.装置②中随着电解的进行右边电极会产生红色的铜,并且电流计示数不断变小
C.装置③中的离子交换膜具有很强的选择性,只允许某类离子(如Na+)通过
D.装置④的待镀铁制品应与电源负极相连
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【题目】下列实验操作或装置能达到目的的是
A.实验室制取乙酸乙酯
B.苯萃取碘水中I2,分出水层后的操作
C.检验CH3CH2Br消去反应的产物乙烯
D.收集NO2气体
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【题目】下列反应的离子方程式正确的是
A.往澄清的石灰水中通入过量CO2:Ca2++ 2OH-+ CO2=CaCO3↓+ H2O
B.用小苏打(NaHCO3)治疗胃酸过多:HCO3-+ H+= H2O+ CO2↑
C.往碳酸钡中滴加稀盐酸:CO32-+2 H+= H2O + CO2↑
D.氢氧化钡溶液与稀H2SO4反应:Ba2++ SO42-+ H++ OH-= H2O+ BaSO4↓
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【题目】实验室配制450mL 1.0mol·L-1 NaOH溶液,下列说法正确的是
A.用托盘天平称取18.0g NaOH固体
B.在烧杯中溶解NaOH固体后立即转移至容量瓶
C.定容时,改用胶头滴管加水至凹液面最低点与刻度线相切
D.NaOH固体在烧杯中称量时间过长,所配NaOH溶液浓度偏高
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