Question

氢是新型清洁能源，但难储运．研究发现，合金可用来储藏氢气．镧（ 13957La）和镍（ 5928Ni）的一种合金

氢是新型清洁能源，但难储运．研究发现，合金可用来储藏氢气．镧（ 13957La）和镍（ 5928Ni）的一种合金就是储氢材料．该合金的晶胞如图1，镍原子除一个在中心外，其他都在面上，镧原子在顶点上．储氢时氢原子存在于金属原子之间的空隙中．（1）一定条件下，该储氢材料能快速、可逆地存储和释放氢气，若每个晶胞可吸收3个H2，这一过程可用化学方程式表示为：______．（2）下列关于该储氢材料及氢气的说法中，正确的是______（填序号）A、该材料中镧原子和镍原子之间存在化学键，是原子晶体B、氢分子被吸收时首先要在合金表面解离变成氢原子，同时放出热量C、该材料贮氢时采用常温高压比采用常温常压更好D、氢气很难液化是因为虽然其分子内氢键作用很强，但其分子间作用力很弱E、已知镧和镍的第一电离能分别为5.58eV、7.64ev，可见气态镧原子比气态镍原子更容易变成+1价的气态阳离子（3）某研究性小组查阅的有关镍及其化合物的性质资料如下：Ⅰ、镍常见化合价为+2、+3价，在水溶液中通常只以+2价离子的形式存在．+3价的镍离子具有很强的氧化性，在水中会与水或酸根离子迅速发生氧化还原反应．Ⅱ、在Ni2+的溶液中加入强碱时，会生成Ni（OH）2沉淀，在强碱性条件下，该沉淀可以被较强的氧化剂（如NaClO）氧化为黑色的难溶性物质NiO（OH），Ⅲ、镍易形成配合物，如：Ni（CO）6、（Ni（NH3）6）2+等．①写出Ni3+的核外电子排布式：______．②写出将NiO（OH）溶于浓盐酸的化学方程式：______．（4）Ni（CO）6为正八面体结构，镍原子位于正八面体的中心，配位体CO在正八面体的六个顶点上．若把其中两个CO配位体换成NH3得到新的配合物，则以下物质中互为同分异构体的是______．（填字母编号，任填一组）

Answer 1

（1）晶胞中去掉氢气分子为镧镍合金，由晶胞结构可知镧镍合金为LaNi₅，能可逆地存储和释放氢气，每个晶胞可吸收3个H₂，这一过程用化学方程式为：LaNi₅+3H₂?LaNi₅H₆，
故答案为：LaNi₅+3H₂?LaNi₅H₆；
（2）A．镧和镍都是金属，贮氢材料为金属晶体，故A错误；
B．根据储氢原理可知，镧镍合金先吸附H₂，然后H₂解离为原子，该过程用吸收热量，故B错误；
C．吸附氢气的过程为气体体积减小的反应，高压比采用常压更有利于氢气吸收，故C正确；
D．氢气分子之间不存在氢键，故D错误；
E．镧的第一电离能小于镍的第一电离能，说明气态镧原子比气态镍原子更容易变成+1价的气态阳离子，故E正确，
故选：CE；
（3）①Ni是28号元素，其核外有28个电子，Ni³⁺核外25个电子，根据构造原理知，该离子核外电子排布式为：[Ar]3d⁷或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷，
故答案为：[Ar]3d⁷或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷；
②NiO（OH）和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气、氯化镍和水，反应方程式为：2NiO（OH）+6HCl（浓）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案为：2NiO（OH）+6HCl（浓）=2NiCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（4）同分异构体有：两个氨气分子位于平行四边形相邻、相对位置或八面体上下两个顶点上，所以有A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一组均可），故答案为：A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一组均可）．