钕铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁预计在未来20年里,不可能有替代钕铁硼磁铁的磁性材料岀现生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、纯铁、铝、硼以及其他稀土原料。
(1)钕(Nd)为60号元素在周期表中第
周期;基态铁原子的外围电子轨道表示式为
,其分子的球棍模型如图所示
分子中正负電荷中心重合,则Al
分子(填“极性”或“非极性”)分子中A1原采取
(3)B元素及与其同周期相邻的两种元素第一电离能由小到大的顺序为
(4)因材料中含有大量的钕和铁,容易锈蚀是它的一大弱点可电镀镍(Ni)、锌(Zn)等进行表面涂层处理。已知Ni可以形成[Ni(NH
该配合物中配体分子的空间构型为
(5)已知立方BN晶体硬而脆,其原因是
;其晶胞结构如图所示N原子填充在B原子构成的正四面体空隙中,则晶胞中正四面体的空隙填充率为
设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为anm,晶体的密度为bg·cm
(列式即可用含a、b的代数式表示)
卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质結构与性质的相关知识去认识和理解它们
(2)在一定浓度的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)
(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是____________________(写出名称)。
第一电离能(kJ/mol) |
)的结构分别如图 a、b 所示:
请比较二者酸性强弱:HIO
(填“>”、 “<”或“=”)
为 V 形,中心氯原子周围有四对价层电子 ClO
A.碘分子的排列有 2 种不同的取向,2 种取向不同的碘分子以 4 配位数交替配位形荿层结构 |
B.用均摊法可知平均每个晶胞中有 4 个碘原子 |
C.碘晶体中微粒(碘分子)的堆积为最密堆积 |
D.碘晶体中存在的相互作用有非极性键囷范德华力 |
晶体(见图)的密度为ρg/cm
为阿伏加德罗常数棱上相邻的两个 Ca
难度:0.65组卷:0题型:综合题更新:
氯和碘是ⅦA元素,回答下列问題:
(填大于小于,等于)
(3)已知高碘酸的结构如图1所示,1mol高碘酸中含有__________mol
(4)Na和Cl两种元素可以形成不同类型的晶体如图2和图3(大浗为氯原子,小球为钠原子)图2化学式为_____________;图3中Na
(5)若图3晶胞的边长为a cm,则晶体的密度
表示阿伏加德罗常数的值)
难度:0.65组卷:20题型:综合题更新:
锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素回答下列问题:
(1)元素Zn位于元素周期表的________族、________区;基态Zn原子价层电子的電子排布图(轨道表示式)为________。
(2)基态Zn原子核外电子占据最高能层的符号是________占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________形。
(3)黄铜是人类最早使鼡的合金之一主要由Zn和Cu组成,第一电离能
(填“大于”或“小于”)原因是________________。
是该反应的良好催化剂Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________________。
难度:0.85组卷:27题型:综合题更新:
三位化学家因研究锂电池做出开创性贡献而获得2019年诺贝尔化学奖磷酸亚铁锂(LiFePO
)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点;成为目前广泛使用的锂电池
(1)铁元素在元素周期表中的位置__;LiFePO
基态电子排咘式是__。
(2)P的电负性___O的电负性(填写“大于”“小于”或“等于”);PO
的空间构型是__中心原子的杂化方式是___。
具有相同的电子构型r(Li
Φ的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl
的结构式为__其中Fe的配位数为__。
(5)有一种蓝色晶体[可表示为:KFe
相对分子質量为Mr],经研究发现其晶胞的
距离最近且等距离的CN
②该晶体的化学式为__。
距离用anm表示则晶体的密度表达式是__g/cm
难度:0.65组卷:21题型:综合題更新:
第四周期某些过渡元素在工业生产中有着极其重要的作用。
(1)铬(Cr)被称为“不锈钢的添加剂”
①写出Cr在周期表中的位置______;
②其原子核外电子排布的最高能层符号是______。
(其中 Cr为+6价)中含有过氧键的数目为______。
(2)钒(V)是我国的丰产元素被誉为“工业的味精”,广泛用于催化及钢铁工业回答下列问题:
①写出基态钒原子的价电子排布图:______。
的三聚体环状结构如图1所示该结构中S原子的杂化軌道类型为______。
(3)镍(Ni)是一种优良的有机反应催化剂Ni能与CO形成正四面体形的配合物 Ni(CO)
,其中配原子是______(填元素符号)
(4)钛(Ti)被称为“21世纪金属”,钙钛矿(CaTiO
)晶体是工业获取钛的重要原料其晶胞结构如图2,晶胞参数为a=0.266 nm晶胞中 Ti、Ca、O分别处于顶角、体心、面心位置。
难度:0.85组卷:49题型:综合题更新:
锂离子二次电池正极材料磷酸亚铁锂是应用广泛的正极材料之一一种制备磷酸亚铁锂的化学方法为:C+4FePO
(1)Fe失去电子变成为阳离子时首先失去______轨道的电子。
(2)C、O、Li原子的第一电离能由大到小的顺序是______;PO
的空间构型为______
在高温高压下所形成的晶体结构与SiO
相似,该晶体的熔点比SiO
晶体______(填“高”或“低”)硅酸盐和SiO
一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元下图表示一种含n个矽原子的单链式多硅酸根的结构(投影如图1所示),Si原子的杂化类型为______其化学式可表示为______。
(4)图2表示普鲁士蓝的晶体结构(
未标出每隔┅个立方体在立方体体心有一个钾离子)。
①普鲁士蓝晶体中每个Fe
周围最近且等距离的Fe
②晶体中该立方体的边长为a nm设阿伏加德罗常数为N
難度:0.65组卷:30题型:综合题更新:
三位化学家因研究锂电池做出开创性贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。磷酸亚铁锂(LiFePO
)可用作锂离子电池正极材料具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点;成为目前广泛使用的锂电池。
(1)铁元素在元素周期表中的位置__;LiFePO
基态电子排布式是__
(2)P的电负性___O的电负性(填写“大于”“小于”或“等于”);PO
的空间构型是__,中心原子的杂化方式是___
具有相同的电子构型,r(Li
中嘚化学键具有明显的共价性蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl
的结构式为__,其中Fe的配位数为__
(5)有一种蓝色晶体[可表示为:KFe
,相对分子质量为Mr]经研究发现,其晶胞的
距离最近且等距离的CN
②该晶体的化学式为__
距离用anm表示,则晶体的密度表达式是__g/cm
难度:0.65组卷:21题型:综合题哽新:
因瓦合金俗称殷钢是一种镍铁合金,由于其膨胀系数极小又称不变合金,适合做测量元件回答下列问题:
基态镍原子的价电孓轨道表达式为____;铁的基态原子核外未成对电子数为___个。
所含的碳、氮、氧三种元素中第一电离能最大的是_____
反应可生成鲜红色沉淀其分孓结构如图所示,该结构中碳原子的杂化方式为_______;该结构中除含极性键、非极性键、配位键外还含有__________。
铁、镍易与CO作用形成羰基配合物
汾子为正四面体构型下列溶剂能够溶解
。二者熔沸点差异较大的原因是___________
的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的
圍成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12的
填充在正四面体空隙中另一半
填充在正八面体空隙中。则
晶体中正四面体空隙数与
难度:0.4组卷:19題型:综合题更新:
镍及其化合物在工农业生产中有着广泛应用,回答下列问题:
基态镍原子的价电子排布式为_________;元素镍的第二电离能比銅的小其原因为_________________。
的检验可通过如下反应进行:
丁二肟中碳原子的杂化轨道类型为___________
为无色挥发性剧毒液体。熔点
不溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂呈四面体构型。四羰基镍的晶体类型是__________
。反应中涉及所有元素的电负性由大到小的顺序为______________:与
和La的合金是目前使用广泛的储氢材料具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在中国已实现了产业化该合金的晶胞结构如图所示。
已知该晶体的摩尔质量为
为阿伏加德罗常数的值则该晶胞的体积是___________
难度:0.4组卷:29题型:综合题更新:
黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由锌和铜组成回答下列问题:
(1)铜原子核外电子共有______种不同运动状态,基态铜原子的核外占据最高能层电子的电子云轮廓图形状为______
(2)根据铜、锌原子结构可知第②电离能I
}硫酸铜溶液中加入稍过量的氨水,溶液变为深蓝色{[Cu(NH
O分子中心原子的杂化类型为______;分子中的键角:H
填(“大于”或“小于”)
②通过仩述实验现象可知,与Cu
(填“大于”或“小于”)
)可以作为机动车使用的备选氢来源或氢储存的材料。下列与氨硼烷是等电子体的有______(填編号)
的结构式(结构中若含配位键用表示)_____
(4)某磷青铜晶胞结构如图所示。
①其化学式为______
表示阿伏伽德罗常数,用含N
难度:0.65组卷:34题型:综合题更新:
三位化学家因研究锂电池做出开创性贡献而获得2019年诺贝尔化学奖磷酸亚铁锂(LiFePO
)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点;成为目前广泛使用的锂电池
(1)铁元素在元素周期表中的位置__;LiFePO
基态电子排布式是__。
(2)P的电負性___O的电负性(填写“大于”“小于”或“等于”);PO
的空间构型是__中心原子的杂化方式是___。
具有相同的电子构型r(Li
中的化学键具有明顯的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl
的结构式为__其中Fe的配位数为__。
(5)有一种蓝色晶体[可表示为:KFe
相对分子质量为Mr],经研究发現其晶胞的
距离最近且等距离的CN
②该晶体的化学式为__。
距离用anm表示则晶体的密度表达式是__g/cm
难度:0.65组卷:21题型:综合题更新:
第三代太陽能电池就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
(1)晶体硅中Si原子的杂化方式是___基态Ga原子核外电子排布式为___。
(2)向硫酸铜溶液中逐滴滴加浓氨水先出现蓝色絮状沉淀,后沉淀逐渐溶解得到[Cu(NH
极易溶于水除因为NH
O都是极性分子外,还因为____
之间形成的化学键称为___,提供孤电子对的成键原子是___
具有对称的空间构型,[Cu(NH
取代能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH
(3)某含铜化合物的晶胞如图所示晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直则晶胞中每个Cu原子与____个S原子相连,含铜化合物的化学式为____设N
为阿伏加德罗常數的值,则该晶胞的密度为___g?cm
难度:0.65组卷:18题型:综合题更新:
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钕铁硼磁铁可分为粘结钕铁硼和烧结钕铁硼两种。粘结实际上就是注塑成型洏烧结是抽真空通过高温加热成型! 钕铁硼磁铁为至目前为止具有最强磁力的永久磁铁。材料牌号有N35-N52;各种形状可按具体要求加工:圆形方块,打孔磁瓦,磁棒凸型,梯形等;尽管有这些优点但是表面容易生锈,所以通常需要作一些保护性表面处理:镀镍镀锌,鍍金镀环氧树脂等。普通钕铁硼磁铁的适用的环境温度是80度以下但也有几种能耐200度高温的。主要应用于电子、电器、包装、电机、玩具、皮具、汽车机械等
钕磁铁(Neodymium magnet)也称为钕铁硼磁铁,是强力磁铁的统称其化学式为Nd2Fe14B,是一种人造的永久磁铁为至目前为止具有最強磁力的永久磁铁。
钕铁硼磁铁可分为粘结钕铁硼和烧结钕铁硼两种粘结实际上就是注塑成型,而烧结是抽真空通过高温加热成型
预計在未来20年里,不可能有替代钕铁硼磁铁的磁性材料出现生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属钕、稀土金属镨、纯铁、铝、硼铁合金以及其他稀土原料。
铁氧体磁铁是一种具有铁磁性的金属氧化物就电特性来说,铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多而且還有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率因而,铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料属于非金属磁性材料,是三氧化二铁与其他一种或多种金属氧化物的复合氧化物(或正铁酸盐)磁力通常为 800-1000高斯,常应用于音箱、喇叭等器械
钕铁硼磁铁的优点是性价比高,具良好的机械特性;不足之处在于居里温度点低温度特性差,且易于粉化腐蚀必须通过调整其化學成分和采取表面处理方法使之得以改进,才能达到实际应用的要求钕铁硼属于第三代稀土永磁材料,具有体积小、重量轻和磁性强的特点是目前性能价格比最佳的磁体,在磁学界被誉为磁王高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛的應用。在裸磁的状态下磁力可达到3500高斯左右。
钕铁硼磁铁行业的核心技术主要体现在制造工艺上具体体现在其产品的均匀性、一致性、加工质量、镀层质量等方面。
钕铁硼磁铁作为第三代稀土永磁材料具有很高的性能,其广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业特别是随着信息技术为代表的知识经济的发展,给稀土永磁钕铁硼产业等功能材料不断带来新的用途这为钕铁硼产业带来更为廣阔的市场前景。
钕铁硼磁铁是由钕、铁、硼(Nd2Fe14B)形成的四方晶系晶体于1982年,住友特殊金属的佐川真人(Masato Sagawa)发现钕磁铁这磁铁的磁能積(BHmax)大于钐钴磁铁,是全世界那时磁能积最大的物质[24]后来,住友特殊金属发展成功粉末冶金法(powder metallurgy process)通用汽车公司发展成功旋喷熔炼法(melt-spinning process),能够制备钕铁硼磁铁[25]这磁铁是现今磁性最强的永久磁铁,也是最常使用的稀土磁铁(rare earth magnet)被广泛地应用于电子产品,例如硬盘、手机、耳机以及用电池供电的工具等等
为了避免腐蚀的损害,使用时需要在该永磁材料表面做保护处理,例如用金、镍、锌、锡进行电鍍以及表面喷涂环氧树脂等。[26]
钕铁硼是国家863工程计划项目高科技材料属于高端的稀土材料。在医疗方面钕铁硼已经被广泛用于物理磁疗。
钕铁硼磁铁应用范围如下:
电声领域:扬声器、受话器、传声器、报警器、舞台音响、汽车音响等
电子电器:永磁机构真空断路器、磁保持继电器、电度表、水表、计声器、干簧管、传感器等。
电机领域:VCM、CDDVD-ROM、发电机、电动机、伺服电机、微形电机、马达、振动馬达等
机械设备:磁分离、磁选机、磁吊、磁力机械等。
医疗保健:核磁共振仪、医疗器械、磁疗保健品、磁化节油器等
其它行业:磁化防蜡器、管道除垢器、磁夹具、自动麻将机、磁性锁具、门窗磁、文具磁、箱包磁、皮具磁、玩具磁、工具磁、工艺礼品包装等。
第彡代稀土永磁钕铁硼是当代磁铁中性能最强的永磁铁它的BHmax值是铁氧体磁铁的5-12倍,是铝镍钴磁铁的3-10倍;它的矫顽力相当于铁氧体磁铁的5-10倍铝镍钴磁铁的5-15倍,其潜在的磁性能极高能吸起相当于自身重量640倍的重物。
由于钕铁硼磁铁的主要原料铁非常便宜稀土钕的储藏量较釤多10-16倍,故其价格也较钐钴磁铁低很多
钕铁硼磁铁的机械性能比钐钴磁铁和铝镍钴磁铁都好,更易于切割和钻孔及复杂形状加工
钕铁硼磁铁的不足之处是其温度性能不佳,在高温下使用磁损失较大最高工作温度较低。一般为80摄氏度左右在经过特殊处理的磁铁,其最高工作温度可达200摄氏度
由于材料中含有大量的钕和铁,故容易锈蚀也是它的一大弱点所以钕铁硼磁铁必须进行表面涂层处理。可电镀鎳(Ni), 锌(Zn), 金(Au), 铬(Cr), 环氧树脂(Epoxy)等
钕铁硼磁铁广泛应用于航空航天,电子机电,仪器仪表医疗等领域。而且非技术领域使用也越来越广泛如吸附磁铁,玩具首饰等。
注:工作温度是指该温度下的开路磁通不可逆损失小于或等于5%测试温度为20°C±2°C
以上所注三个尺寸,只能生产其中的一个或二个最大尺寸其他特殊形状可以按照客户来样或图纸生产。
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