2020年天津市高考化学第13题

(1) Fe、Co、Ni 在元素周期表中的位置为，基态Fe 原子的电子排布为。

分析：本题考验基础知识的记忆。高中生需要熟练记忆前四节元素的位置。 Fe、Co、Ni分别为26、27、28号元素，位于元素周期表第四周期第VIII族，其中Fe为26号元素，电子排布为：1s22s22p63s23p63d64s2

答案：第四周期第八组； 1s22s22p63s23p63d64s2

(2) CoO的面心立方晶胞如图1所示。假设阿伏伽德罗常数的值为NA，则CoO晶体的密度为g cm3：三种元素的二价氧化物的晶胞类型相同，熔点由高到低的顺序为。

分析：本题考查晶体的密度计算以及离子晶体熔点的比较。晶体的密度计算是天津高考化学必修计算。思路固定，方法如下：

步骤1：计算晶格中的粒子数。如图所示，顶点有8个O2-，面的中心有6个。因此，一个晶格中O2-的数量=8(1/8)+6(1/2)=4，边缘中心有12个Co2+，体中心有1个，所以晶格中Co2+的数量一个晶格=12(1/4)+1=4，所以一个晶格中的颗粒可以表示为Co4O4

第二步是计算晶格的质量m。晶格中的粒子可以表示为Co4O4，其相对质量为594+164=300。那么晶格的质量m=晶格的相对质量。 /阿伏加德罗常数=300/NA

第三步计算晶格的体积V，V=(a10-7)3cm3

第四步，利用密度公式=m/V计算晶体密度，=(300/NA)/(a10-7)3g cm3=(31023)/(a3NA)

离子晶体熔化时需要克服离子键，因此离子键越强，离子晶体的熔点越高；离子键的强度取决于离子之间的距离和离子所带的电荷。离子之间的距离越短，电荷越高。电荷越多，离子键越强。 FeO、CoO 和NiO 三种氧化物离子具有相同的电荷。 Fe、Co、Ni的原子半径依次减小，与氧原子的距离依次减小，离子键依次加强，熔点依次升高，熔点由高到高升高。从低到低的顺序是NiO>CoO>FeO；

答案：(31023)/(a3NA)；氧化镍>钴>氧化铁

(3)Fe、Co、Ni能与Cl2反应，其中Co、Ni均生成二氯化物。由此可以推断，FeCl3、CoCl3、Cl2的氧化性从强到弱依次为，Co(OH)3与盐酸反应生成黄绿色气体。写出反应的离子方程式：

分析：本题考察氧化还原反应。对于反应：2Fe+3Cl2=2FeCl3，Cl2为氧化剂，FeCl3为氧化产物，氧化性：Cl2>FeCl3；与Co、Cl2反应，不能被氧化为CoCl3，则氧化性：CoCl3>Cl2，所以FeCl3、CoCl3、Cl2的氧化性由强到弱的顺序为CoCl3>Cl2>FeCl3。

Co(OH)3与盐酸反应产生黄绿色气体。这种黄绿色气体就是Cl2。因此，盐酸充当还原剂并被氧化成氯气。 Co(OH)3 充当氧化剂并被氧化成Co2+。

并且反应条件为酸性条件，因此反应的离子方程式为：2Co(OH)3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2+6H2O

答案：CoCl3>Cl2>FeCl3

2Co(OH)3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2+6H2O

(4)在95下，将Ni片浸入不同质量分数的硫酸中。腐蚀4小时后的质量损失如图2所示。当大于63%时，Ni的腐蚀速率逐渐降低的可能原因为。由于Ni与H2SO4反应非常缓慢，而与稀硝酸反应很快，因此工业上通过H2SO4和HNO3的混合酸与Ni反应来制备NiSO4。为了提高产品的纯度，向硫酸中添加HNO3的方法是（填写“一次过量”或“多次少量”）。该方法制备NiSO4的化学方程式为：

分析：Fe、Co、Ni均为VIII族元素，性质相似。关于Ni 的问题可以与Fe 进行比较。由于Fe在常温下被浓硫酸钝化，随着硫酸浓度的增加，Ni的腐蚀速率逐渐降低的可能原因与Fe类似。随着H2SO4质量分数的增加，Ni表面逐渐形成致密的氧化膜，阻止进一步的反应。

由于金属与稀硝酸发生反应，稀硝酸有两个作用：一是作为氧化剂，将金属元素氧化成离子，降低其价态成为NO；二是作为氧化剂，将金属元素氧化成离子，降低其价态，成为NO。另一个功能是表达酸性并与金属离子形成盐，仍以硝酸根形式存在。混酸反应原理：完全用稀硝酸作为氧化剂，加入硫酸提供酸性条件，使酸性硝酸根再次形成硝酸，为反应提供氧化剂。因此，反应过程中应始终有过量的硫酸。硫酸提供酸性条件以形成硫酸盐。硝酸完全充当氧化剂并不断氧化金属。因此，为了提高产品的纯度，硫酸中添加HNO3的方法是“少量多次”；

制备NiSO4 时，硫酸提供酸性条件以形成NiSO4。硝酸完全充当氧化剂，不断氧化金属，并完全还原为NO。化学方程式为：3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO+4H2O