硅元素在地殼中的含量?jī)H次于氧而居于第二位硅是古老

1、第1題(8分) 硅元素在地殼中的含量?jī)H次于氧而居于第二位。硅是古老而又年輕的元素，它既是金磚漢瓦的組成元素，又在現(xiàn)代信息工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：1-1 硅原子的最外層電子排布為 ；SiF4的幾何構(gòu)型為 ，其中Si原子的雜化軌道為 ；SiO2是硅最重要的化合物，它熔點(diǎn)高、硬度大，是典型的 晶體。第2題(14分)鉻元素能增加鋼鐵的抗腐蝕性，適量錳元素可增加鋼鐵的硬度，這兩種元素的含量是不銹鋼品種的重要指標(biāo)。可用以下方法來(lái)分析鋼材中Cr和Mn的含量。稱取2.500g鋼材樣品，將其溶解并將其中的Cr和Mn氧化為Cr2O72-和MnO4-，再通過(guò)適當(dāng)?shù)牟僮髋渲瞥?00.00mL溶液A。移取A

2、溶液50.00mL，調(diào)節(jié)pH，加入過(guò)量的BaCl2溶液，期中的鉻完全沉淀為2.910gBaCrO4。再取A溶液25.00mL，在酸性條件下，用含0.4000mol/LFe2+的溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，共用去43.50mL2-1 寫出Fe2+溶液滴定Cr2O72-和MnO4-的離子方程式 2-2 該鋼材樣品中Cr%為 %，Mn%為 %。2-3 含氟牙膏是目前最常見(jiàn)的藥物牙膏，歐美國(guó)家有80%的牙膏加有氟化物。其主要作用是利用剛牙膏中的活性氟促進(jìn)牙釉質(zhì)的再礦化，增強(qiáng)牙齒餓抗齲力。制造含氟牙膏時(shí)，摩擦劑不能用碳酸鈣或者磷酸鈣，因?yàn)槠谥械拟}離子容易與活性氟結(jié)合，形成非溶性氟化鈣，大大降低牙膏的防齲作

3、用。已知CaF2的Ksp=3.410-11，HF的Ka=3.410-4。25時(shí)將0.31mol/LHF溶液與0.002mol/LCaCl2溶液等體積混合， (填能或者不能)產(chǎn)生沉淀，氟化鈣在純水中(忽略水解)的溶解度為 mol/L，而在0.01mol/LCaCl2溶液中的溶解度為 mol/L。第3題(14分) 某元素A有不同的氧化態(tài)，A在配位化學(xué)發(fā)展中起過(guò)重要的作用。1798年，法國(guó)分析化學(xué)家塔索爾特發(fā)現(xiàn)將A的藍(lán)色無(wú)水鹽B放在NH4Cl和NH3H2O的溶液中，并與空氣接觸可制得橘黃色的鹽C。1893年，瑞士化合價(jià)Alfred Werner發(fā)現(xiàn)往1molC溶液中加入足量的AgNO3能沉淀出3mo

4、l氯離子，再根據(jù)此類化合物的結(jié)構(gòu)分析、電導(dǎo)研究等，Werner創(chuàng)建了配位理論，奠定了現(xiàn)代配位化學(xué)的基礎(chǔ)。B在潮濕的空氣中會(huì)吸濕，顏色逐步變成紫色、紫紅色、粉紅色，加熱后又恢復(fù)到藍(lán)色，根據(jù)這一性質(zhì)，B常用作干燥劑的干濕指示劑。B溶于水后加入硝酸銀溶液生成白色沉淀D和粉紅色溶液E。D不溶于稀硝酸，E中加堿性H2O2溶液生成棕黑色沉淀F。F溶于HCl溶液生成B，并放出黃綠色氣體G。B與飽和KNO3溶液在乙酸酸化的條件下可制得難溶鉀鹽H。3-1 請(qǐng)寫出以下各物質(zhì)的化學(xué)式B D E F H 3-2 寫出B制得C的化學(xué)反應(yīng)方程式 3-3 寫出由F制得B和G的反應(yīng)方程式 第4題(6分)4-1 聯(lián)胺(NH2-

5、NH2)是一種很好的燃料，其燃燒產(chǎn)物為氮?dú)夂退?，清潔無(wú)污染，符合綠色化學(xué)的要求，已知N-N,N-H,O-H,O=O,N三N的鍵焓分別為163.0，388.0，463.0，497.0，946.0(kJ/mol)，請(qǐng)寫出聯(lián)胺燃燒的化學(xué)方程式，并計(jì)算這一反應(yīng)的熱效應(yīng)(焓變) 4-2 德國(guó)應(yīng)用化學(xué)報(bào)道了KcichiroA等研究者開發(fā)了一款高效能的以聯(lián)氨為燃料的燃料電池，有望應(yīng)用于車輛交通運(yùn)輸。該燃料電池使用堿性介質(zhì)和OH-離子交換膜。請(qǐng)寫出其負(fù)極的電極反應(yīng)方程式。 第5題(18分)價(jià)電子排布為5s25p2的金屬元素M的二元化合物A為白色固體，A與水作用生成沉淀B，B緩慢溶于濃鹽酸，可得到無(wú)色溶液C,若

6、將固體A溶于稀硝酸后，再加入硝酸銀溶液，有白色沉淀D析出，D溶于氨水得到溶液E，酸化溶液E又析出沉淀D。將H2S通入溶液C，有棕色沉淀F析出，F(xiàn)溶于(NH4)2S x的溶液G，酸化溶液G，有氣體產(chǎn)生和黃色沉淀H析出，少量溶液C加入到HgCl2溶液中有白色沉淀I析出，繼續(xù)滴加C則白色沉淀轉(zhuǎn)化為灰黑色沉淀J。5-1寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式D E F G H J 5-2寫出A與水作用生成B的化學(xué)方程式 5-3寫出C與HgCl2反應(yīng)生成I的化學(xué)方程式 5-4M的硫代酸鹽(含MaSb2-的鹽)在微孔性材料、無(wú)氧分子篩、半導(dǎo)體、光電導(dǎo)體、化學(xué)傳感劑、催化、離子交換等方面具有嵌在的應(yīng)用價(jià)值，其典型的陰離子結(jié)構(gòu)為

7、M2S64-二聚離子，請(qǐng)畫出其結(jié)構(gòu)(該結(jié)構(gòu)有對(duì)稱中心，有兩種不同的硫原子) 第6題(10分) 2013年我國(guó)研究人員利用先進(jìn)原子力顯微鏡技術(shù)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了8-羥基喹啉分子間氫鍵的實(shí)空間成像(圖1)，成果發(fā)表在國(guó)際著名期刊Science上，這是科學(xué)領(lǐng)域第一次直接看見(jiàn)氫鍵，被Nature評(píng)述為2013年科學(xué)領(lǐng)域三幅最震撼的圖片之一。氫鍵是一種重要的分子間作用力，廣泛存在并對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)影響很大，因此，該研究成果意義重大。根據(jù)提議完成如下問(wèn)題6-1 8-羥基喹啉晶體屬于正交晶系，晶胞參數(shù)：a=24.9,b=28.5 ,c=3.8 ;兩相鄰分子中O和N的原子坐標(biāo)分別為(O、N下標(biāo)是原子編號(hào))：O1(

8、0.067,0.032,0.097)、N1(0.033、-0.050，-0.207)和O2(-0.067,-0.032,0.097)、N2(-0.033、0.050，-0.207)，據(jù)此可計(jì)算其氫鍵鍵長(zhǎng)為 ；6-2 異氰尿酸也是通過(guò)氫鍵結(jié)構(gòu)的典型代表之一，在其晶體中異氰尿酸分子通過(guò)分子間氫鍵形成層狀結(jié)構(gòu)(圖2)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出一個(gè)結(jié)構(gòu)基元，該結(jié)構(gòu)基元包含的內(nèi)容是6-3 氫鍵還是產(chǎn)品改良的重要途徑，氟硅酸脲就是典型的例子。氟硅酸H2SiF6具有很好的防治小麥銹病的藥效，但它易分解而失效，氟硅酸與尿素反應(yīng)制得的氟硅酸脲晶體，易溶于水，和含量相同的氟硅酸具有相同的防銹藥效，并有許多優(yōu)越性能而成為氟硅酸

9、的替代產(chǎn)品。晶體由(NH2)2CO2H+和SiF62-兩種離子組成，其中(NH2)2CO2H+是由兩個(gè)尿素分子俘獲一個(gè)質(zhì)子形成的脲合質(zhì)子，請(qǐng)畫出脲合質(zhì)子(NH2)2CO2H+的結(jié)構(gòu)式： 6-4 與氟硅酸相比，氟硅酸脲保持了藥性并減小了腐蝕性，減小腐蝕性的主要原因是6-5 晶體結(jié)構(gòu)測(cè)試表明，氟硅酸脲屬于四方晶系，晶胞參數(shù)a=926.3pm,c=1789.8pm,晶體密度1.66g/cm3，計(jì)算說(shuō)明一個(gè)氟硅酸脲晶胞中包含多少個(gè)這樣的脲合質(zhì)子。第7題(8分) 瑞替加濱，化學(xué)名為N-2-氨基-4-(4-付芐氨基)苯基氨基甲酸乙酯，它是一種神經(jīng)元鉀通道開放劑和GABA增強(qiáng)劑類抗癲癇藥物，其合成路線如下：根據(jù)所列條件，寫出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A B C D 第8題(20分)彎曲型液晶化合物被證實(shí)為雙軸向列相，具有獨(dú)特的性質(zhì)和潛在的快速響應(yīng)，據(jù)報(bào)道，我國(guó)研究人員近來(lái)合成了一系列熔點(diǎn)低、穩(wěn)定性好的彎曲型液晶化合物，期中一個(gè)目標(biāo)化合物的合成路線如