第二板块 作业(五) 创新应用——新情境问题强化训练（Word练习）-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（新教材 江苏专用）

作业（五） 创新应用——新情境问题强化训练 1．钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”，一种制备金属钛的工艺流程如下所示。 ―→ (1)Ti在元素周期表的位置为________；下列基态或激发态Ti原子价电子排布图中，能量最高的是________。 (2)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－37 ℃，沸点为136 ℃，结构与CCl4相似，TiCl4的晶体类型是________。TiCl4稳定性比CCl4差，试从化学键角度分析原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化作用的一个实例如下所示： 化合物甲中采取sp3杂化的原子有__________(填元素符号)。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是________________________________________________________。 (4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示。该阳离子的化学式为________。 解析：(1)Ti的原子序数为22，在元素周期表的位置是第四周期第ⅣB族；由洪特规则可知，在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，3d电子应占据不同轨道，3d轨道能量比4s高，C中4s电子激发到3d轨道中，故能量最高的是C。 (2)TiCl4和CCl4都是正四面体结构，熔、沸点较低，为分子晶体；钛原子半径比碳原子半径大，Ti—Cl键比C—Cl键的键长长，键能低，易断裂，所以TiCl4稳定性比CCl4差。 (3)采取sp3杂化的原子价层电子对数是4，价层电子对数是4的原子有形成甲基和亚甲基的3个碳原子和形成醚键的氧原子，即C和O；化合物乙存在分子间氢键，则化合物乙的沸点比化合物甲高。 (4)该阳离子中每个Ti原子连接2个O原子、每个O原子连接2个Ti原子，则O、Ti原子个数之比为1∶1，该离子中Ti为＋4价，所以该阳离子为TiO2＋。 答案：(1)第四周期第ⅣB族　C (2)分子晶体　钛原子半径比碳大，Ti—Cl键比C—Cl键的键长长、键能低，易断裂 (3)C和O　化合物乙分子间存在氢键 (4)TiO2＋ 2．铜转炉烟灰的主要成分为含金属元素(主要为Cu、Zn、Pb、Fe)的硫酸盐和氧化物以及SiO2，其有价金属回收工艺流程如下。已知：25 ℃时，Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13。回答下列问题： (1)Se与S同族，基态硒原子价层电子排布式为________。SO的空间结构为__________。 (2)“浸出液①”中所含有的金属阳离子有________________和Fe2＋、Fe3＋。“浸出”中，当硫酸浓度大于1.8 mol·L－1时，金属离子浸出率反而下降，原因是________________________________________________________________________。 (3)“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2，用KMnO4溶液氧化后，所得“滤渣”主要成分为Fe(OH)3、MnO2，该氧化过程的离子方程式为___________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)“转化”后，“滤饼”的主要成分是SiO2和______。该工艺中，可循环利用的物质有________。 (5)ZnO的一种晶体结构如图所示。由图可知，Zn原子位于O原子所围成的________空隙中(填“四面体”或“八面体”)，已知晶胞参数为a nm、c nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞密度为______g·cm－3。(列出计算式) 解析：铜转炉烟灰用硫酸“浸出”，得到难溶于硫酸的浸出渣SiO2、PbSO4；浸出液中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁；浸出渣加入碳酸钠溶液中，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼用硝酸溶解，PbCO3生成Pb(NO3)2，滤液中加入硫酸生成PbSO4沉淀；“浸出液①”中加入过量铁粉置换出铜、铁把硫酸铁还原为硫酸亚铁，所得滤液①中含有硫酸锌、硫酸亚铁；“除杂”中，加入Z