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四川含有丰富的矿产资源,钒矿、硫铁矿、铜矿等七种矿产储量位居全国前列.回答下列问题:(1)钒在元素周期表中的位置为,V3+的价电子排布图为.(2)钒的某种氧化物的晶胞结
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四川含有丰富的矿产资源,钒矿、硫铁矿、铜矿等七种矿产储量位居全国前列.回答下列问题:
(1)钒在元素周期表中的位置为___,V3+的价电子排布图为___.
(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示,其晶体的化学式为___
(3)V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂.SO2 分子中键角___120°(填“>”、“<”或“=”); SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S-O键长有两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为___(填图2中字母),该分子中含有___个σ键.
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(4)V2O5 溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为___,例举与VO43-空间构型相同的一种阳离子和一种阴离子___(填化学式);也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为___.
(5)硫能形成很多种含氧酸,如H2SO3、H2SO4.硫的某种含氧酸分子式为H2S2O7,属于二元酸,已知其结构中所有原子都达到稳定结构,且不存在非极性键,试写出其结构式___(配位键须注明).
(6)利用铜萃取剂M,通过如下反应实现铜离子的富集:
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M与W(分子结构如图)相比,M的水溶性小,更利于Cu2+的萃取.M水溶性小的主要原因是___.
(1)钒在元素周期表中的位置为___,V3+的价电子排布图为___.
(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示,其晶体的化学式为___
(3)V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂.SO2 分子中键角___120°(填“>”、“<”或“=”); SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S-O键长有两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为___(填图2中字母),该分子中含有___个σ键.
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(4)V2O5 溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为___,例举与VO43-空间构型相同的一种阳离子和一种阴离子___(填化学式);也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为___.
(5)硫能形成很多种含氧酸,如H2SO3、H2SO4.硫的某种含氧酸分子式为H2S2O7,属于二元酸,已知其结构中所有原子都达到稳定结构,且不存在非极性键,试写出其结构式___(配位键须注明).
(6)利用铜萃取剂M,通过如下反应实现铜离子的富集:
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M与W(分子结构如图)相比,M的水溶性小,更利于Cu2+的萃取.M水溶性小的主要原因是___.
▼优质解答
答案和解析
解(1)钒的核电荷数为23,则可以推知钒在元素周期表中的位置为第四周期ⅤB族,根据核外电子的轨道能量排布顺序知,1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p,因此推断其电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,注意由于4s轨道能量比3d轨道能量低,因此先排4s轨道,V失去最外层的2个电子后,3d上再失去1个电子得到V3+,因此V3+价电子排布式为3d2,价电子排布图为
,
故答案为:第四周期ⅤB族;
;
(2)由晶胞可知,V位于顶点和体心,阳离子个数为1+8×
=2,O有4个位于面心,2个位于体心,则阴离子个数为4×
+2=4,则晶体的化学式为:VO2,
故答案为:VO2;
(3)SO2分子中S原子形成2个δ键,孤电子对数为
=1,则SO2分子空间构型为V形,孤对电子的排斥作用力强,键角应小于120°;SO3的三聚体中S原子形成4个δ键,为sp3杂化;SO3的三聚体中每个S形成S=O键和S-O键,S=O键长较短,即a较短,该分子中含有σ键数目为3×4=12,
故答案为:<;a;12;
(4)VO43-中,V形成4个δ键,孤电子对数为
=0,为正四面体结构,与VO43-空间构型相同的一种阳离子和一种阴离子是NH4+、SO42-,由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子,且V的化合价为+5价,则形成的化合物化学式为NaVO3,
故答案为:正四面体;NH4+、SO42-;NaVO3;
(5)含氧酸H2S2O7属于二元酸,已知其结构中所有原子都达到稳定结构,且不存在非极性键,不存在氧原子之间、S原子之间形成的共价键,故S原子与氧原子之间形成共价键,O原子与H原子之间形成共价键,且每个S提供孤对电子与2个O原子形成2个配位键,其结构式为
,
故答案为:
;
(6)由于M能形成分子内氢键,使溶解度减小,
故答案为:M能形成分子内氢键,使溶解度减小.
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故答案为:第四周期ⅤB族;
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(2)由晶胞可知,V位于顶点和体心,阳离子个数为1+8×
1 |
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1 |
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故答案为:VO2;
(3)SO2分子中S原子形成2个δ键,孤电子对数为
6-2×2 |
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故答案为:<;a;12;
(4)VO43-中,V形成4个δ键,孤电子对数为
5+3-4×2 |
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故答案为:正四面体;NH4+、SO42-;NaVO3;
(5)含氧酸H2S2O7属于二元酸,已知其结构中所有原子都达到稳定结构,且不存在非极性键,不存在氧原子之间、S原子之间形成的共价键,故S原子与氧原子之间形成共价键,O原子与H原子之间形成共价键,且每个S提供孤对电子与2个O原子形成2个配位键,其结构式为
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故答案为:
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(6)由于M能形成分子内氢键,使溶解度减小,
故答案为:M能形成分子内氢键,使溶解度减小.
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