(A) (B) (C) (D) (E)
(投影图A,B,C,D,E)
七. (2006年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题1)在酸化钨酸盐的过程中,钨酸根WO42?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。在为数众多的多钨酸根中,性质和结构了解得比较清楚的是仲钨酸根[H2W12O42]10?和偏钨酸根[H2W12O40]6?。在下面三张结构图中,哪一张是仲钨酸根的结构?简述判断理由。
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(a)
解:
(b)
(c)
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提示:考察八面体的投影图,可以得到更清楚地认识。
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八.钼、钨化学的一个重要特点是能形成同多酸
和杂多酸及盐。例如:将用硝酸酸化的(NH4)2MoO4溶液加热到230℃,加入NaHPO4溶液,生成磷钼酸铵黄色晶体沉淀。经X射线分析结果得知,该杂多酸根是以PO4四面体为核心,它被MoO6八面体所围绕,如右上图。该图可以这样来剖析它:它的构成,由外而内,把它分为四组,每组三个MoO6八面体共用三条边,三个MoO6共顶的氧再与PO4四面体中的氧重合为一。每组如右下图所示;每组之间再通过两两共顶,连成一个整体,形成杂多酸根PMoxOyz-。请写出X、Y 、Z 的具体数值;并扼要叙述推导过程:
解:X=12 Y=40 Z=3;
推导过程:
①每个杂多酸离子含一个PO4,所以在化学式中有1个P原子;有12个MoO6八面体,故有12个Mo原子;
②每个MoO6八面体有1个顶点氧原子,为三个八面体共用,四个顶点氧原子为两个八面体共用,其中两个为同组八面体共用,另两个与另一组八面体共用,还有一个顶点氧原子不共用;
③故每个MoO6八面体含有的氧原子为1×1/3+4×1/2+1=10/3,所以12个WO4共有氧原子:12×10/3=40;
④P的氧化数为+5,Mo为+6,故整个酸根带3个单位负电荷。
九.(2006年全国高中学生化学竞赛决赛理论试
题4) 轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食
品和医药工业的化工产品,它的生产以白云石(主要成分是碳酸镁钙)为原料。右图是省略了部分原子或离子的白云石晶胞。
[1] 写出图中标有1、2、3、4、5、6、7的原子或离子的元素符号。
[2] 在答题纸的图中补上与3、5原子或离子相邻的其他原子或离子,再用连线表示它们与Mg的配位关系。
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解:
十.(2006年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题7)沸石分子筛是重要的石油化工
催化材料。下图是一种沸石晶体结构的一部分,其中多面体的每一个顶点均代表一个T原子(T 可为Si或Al),每一条边代表一个氧桥(即连接两个T原子的氧原子)。该结构可以看成是由6个正方形和8个正六边形围成的凸多面体(称为β笼),通过六方柱笼与相邻的四个β笼相连形成的三维立体结构,如下图所示:
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