30：钼钨锝铼及其化合物

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1、元素化学30：钼钨锝铼及其化合物（时间：2.5小时满分：100分）第一题（6分）锝的制备、结构与性质锝在自然界中不存在，是用人工方法制备的第一个元素，锝的希腊文的原意是“人工制造”的意思。1937年美国加利福尼亚洲立大学的意大利教授B.Segere和C.Perrier，用能量约500万电子伏特的氘核轰击质量数为96的某一元素，两种原子核融合制得了第一个人造元素锝Tc，同时释放出等量的另一种常见粒子。1．写出第一次制得Tc的核反应方程式。2．金属Tc属于六方最密堆积，Tc原子的金属半径为0.136nm，求金属Tc的密度；3．右图是立方和六方最密堆积中原子的配

2、位多面体，请指出哪一种对应晶体中Tc原子的配位多面体；4．对锰副族的最高价氧化物的水化物HMnO4、HTcO4、HReO4，酸性顺序如何？第二题（13分）Mo的结构与性质钼是我国丰产元素，探明储量居世界之首。钼有广泛用途，例如白炽灯里支撑钨丝的就是钼丝；钼钢在高温下仍有高强度，用以制作火箭发动机、核反应堆等。钼是固氮酶活性中心元素，施钼肥可明显提高豆种植物产量。2005年诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。1．写出钼的核外电子排布式，并指出它在元素周期表中的位置。2．钼金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径

3、为136pm。试计算该晶体钼的密度ρ和空间利用率η（原子体积占晶体空间的百分率）。4＋3．钼能形成六核簇合物，如一种含卤离子[Mo6Clx]，6个Mo原子形成八面体骨架结构，尽可能多的氯原子以三桥基与Mo原子相连。－则x＝，这些Cl的空间构型为。4．已知右图为Mo和S构成的一种化合物的晶体结构（黑球是Mo）（1）写出该晶体的化学式：第1页（共12页）（2）说出其属于什么晶系：（3）试说明其润滑性能，并解释原因：5．辉钼矿（MoS2）是最重要的钼矿，工业上冶炼钼的化学原理为：①高温煅烧转化为高价氧化物；②提纯该氧化物：用氨水溶解、用盐酸沉淀、再加热可得；③用

4、H2还原该氧化物。写出各步反应方程式。6．辉钼矿在403K、202650Pa氧压下跟苛性碱溶液反应时，Mo、S元素都可进入溶液中。写出反应的配平的方程式。第三题（33分）钨及其化合物的性质钨是我国丰产元素，广泛用于拉制灯泡的灯丝，有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(Ⅵ)酸盐的形式存在，重要矿物有黑钨矿[(Fe,Mn)WO4]和白钨矿（CaWO4）。钨的原子序数42为74，与钼都位于ⅥB族，价电子5d6s，常见化合价＋2、＋4、＋5、＋6。1．钨的什么物理性质居所有元素之最？2．已知金属钨晶体是立方体心晶格，原子半径137pm，计算其密度。2－2－3．

5、钨酸钠Na2WO4晶胞中，O以立方最紧密堆积排列，每个立方晶胞中有32个O，6＋＋6＋＋W占据四面体空隙，Na占据八面体空隙。计算W占据四面体空隙和Na占据八面体空隙的分数；并确定该晶胞是哪种典型物质的晶胞模型。4．卤钨灯泡常用钨丝作灯丝，在灯泡里加入少量碘，可延长灯泡使用寿命。其原理是化学平衡的有趣应用。整个过程可用以下四个步骤形象表示。请在下图下方的各括号中填写出碘是怎样收集蒸发了的钨原子，并使其返回到热的灯丝中去的（图中表示钨原子，表示碘蒸汽分子，表示碘化钨分子）。（）（）（）（）第2页（共12页）n＋5．三氯化钨实际上是一种原子簇化合物W6Cl18

6、，其中存在W6Cl18－n离子结构单元，该离子中含有W原子组成的八面体，且知每个Cl原子与两个W原子形成桥键，而每个W原子n＋与四个Cl原子相连。试推断W6Cl18－n的n值以及Cl原子的空间位置。2－6．在酸化钨酸盐的过程中，钨酸根（WO4）可能在不同程度上缩合形成多钨酸根。多钨酸根的组成常因溶液的酸度不同而不同，它们的结构都由含一个中心W原子和六个配位O原子的钨氧八面体WO6通过共顶或共边的方式形成。写出下面三张结构图中多钨酸根的化学式（①必答，②③任选1个回答即可）。①②③7．在80～90℃时，浓盐酸和白钨矿作用生成黄钨酸。黄钨酸在盐酸中溶解度很小，

7、过滤可除去可溶性杂质。黄钨酸易溶于氨水，生成钨酸铵溶液，而与不溶性杂质分开。浓缩钨酸铵溶液，溶解度较小的五水仲钨酸铵从溶液中结晶出来。仲钨酸铵是一种同多酸盐，仲钨酸根结构如上图①所示。仲钨酸铵晶体灼烧分解可得WO3。写出上述化学反应方程式：8．由矿石制备金属钨时，通常需要经过如下步骤：①在空气参与下，纯碱熔法可使黑钨矿的钨转化为可溶物A。②A可直接用水沥取，再加酸酸化，得到沉淀B；③B加热分解生成相应的纯物质C；④C可被碳或氢气还原得到单质钨。（1）写出A、B、C的化学式；（2）与碱熔法处理铬铁矿和软锰矿的反应相比，步骤①中空气的参与目的有何不同？（3）分

8、别写出步骤①中黑钨矿两种主要成分发生反应的化学方程式；（4）步骤②