水溶液中合成Cu2-xSe纳米晶体的氧化还原反应
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2020年高考化学一轮必刷好题专题18:化工流程中铜的化合物的转化1、(2016四川)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究。
【资料查阅】【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。
请回答下列问题:(1)仪器X的名称是__________。
(2)实验操作的先后顺序是a→______→e(填操作的编号)。
a.检查装置的气密性后加入药品b.熄灭酒精灯,冷却c.在“气体入口”处通入干燥HCl d.点燃酒精灯,加热e.停止通入HCl,然后通入N2(3)在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是_______。
(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是________________。
(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析:①若杂质是CuCl2,则产生的原因是________________。
②若杂质是CuO,则产生的原因是________________。
【答案】(1)干燥管(2)c d b(3)先变红,后褪色(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O(5)①加热时间不足或温度偏低②通入HCl的量不足【解析】试题分析:(1)根据仪器X的构造特点知其名称为干燥管,答案为:干燥管。
(2)加热CuCl2·2H2O制备CuCl,为防止生成的CuCl被空气中的氧气氧化和Cu+水解,必须要先通入干燥的HCl气体赶走装置中的空气再加热,且要在HCl气流中加热制备,反应结束后先熄灭酒精灯,继续通入氮气直至装置冷却,所以操作顺序为:a-c-d-b-e,答案为:c d b。
(3)B中物质由白色变为蓝色,说明有水生成,产物中还有Cl2,所以C中石蕊试纸先逐渐变为红色,后褪色,答案为:先变红,后褪色。
(4)D中是Cl2和NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
中国科学 G辑:物理学 力学 天文学 2008年 第38卷 第11期:1468~1476 1468 《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS低温液相合成纳米材料朱永春, 钱逸泰*中国科学技术大学化学系, 合肥微尺度物质科学国家实验室, 合肥 230026*联系人, E-mail: ytqian@收稿日期: 2007-12-19; 接受日期: 2008-07-23国家自然科学基金(批准号: 20431020)和国家重点基础研究规划项目(编号: 2005CB623601)资助摘要介绍一些低温液相合成纳米材料的方法: 室温合成、波辅助合成(γ射线辐照法和超声化学法)、直接加热法、水热/溶剂热法. 在各种合成方法中, 结合使用一些辅助手段用于控制纳米材料的形状、尺寸和颗粒的分散: 以乙二胺和正丁胺为溶剂制得了半导体纳米棒; 水热处理可以使非晶晶化, 如水热处理非晶胶体得到了Bi2S3纳米棒和Se纳米线; 在高分子聚合物聚丙烯酰胺(PAA)的辅助下得到了CdS超长纳米线; 用液晶为模板合成了ZnS纳米线; 管状聚合物聚乙烯醋酸酯(PVAc)在CdSe纳米线的形成中起到了微反应器和模板的双重作用; 在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的辅助下得到了Ni纳米带. 另外, 在不使用任何添加剂和模板的作用下, 也合成了Ag纳米线、Te纳米管和ZnO纳米棒阵列等. 关键词液相合成纳米材料低温 添加剂模板纳米材料合成的一个重要目标就是获得单分散、稳定性好、晶体形貌可控的纳米结构. 液相合成方法已成为一项合成纳米结构行之有效的合成技术[1]. 在纳米材料的合成中, 控制与许多合成参数相关的晶体成核以及生长过程是控制纳米结构尺寸和形貌的关键[2~5].众所周知, 非晶胶体在适当的条件下有从热力学亚稳的非晶态向稳定的晶态转变的趋势. 对于正交、三方和六方等晶体学上高各向异性的晶体而言, 晶体特殊形貌的形成受对称性的影响[6,7].溶剂是控制各种晶体生长的一个重要参数. 例如, 夏幼南课题组[8,9]在不同的溶剂(乙二醇、水和它们的混合溶剂)中通过回流过程合成了各种t-Te一维纳米结构(线、棒、管).在一些液相合成中, 通过使用多孔氧化铝[10,11]、多孔二氧化硅[12]和碳纳米管[13~15]等硬模板, 液晶[16]、胶束[17,18]和微乳液[19]等软模板, 或者表面活性剂[20,21]、聚合物[22]等控制晶体形状的添加剂, 控制了纳米结构的尺寸、形状和分散. 另外Caswell等人[23]也报道了在不使用晶种和表面活性剂的情况下液相合成Ag纳米线.中国科学 G 辑: 物理学 力学 天文学 2008年 第38卷 第11期1469本文中, 我们介绍一些室温合成、波辅助合成、直接加热法、水热/溶剂热法等低温液相合成纳米材料的工作. 通过水热处理使非晶晶化得到了TiO 2超细粉体、Bi 2S 3纳米棒和Se 纳米线. 在硫化物胶体中加入乙醇使其转化形成纳米晶超晶格. 以乙二胺和正丁胺为溶剂制得了半导体纳米棒; 在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或十二烷基硫酸钠(SDS)的辅助下, 相应得到了Ni 纳米带、Te 针状纳米结构; 在高分子聚合物聚丙烯酰胺的辅助下得到了CdS 超长纳米线; 用液晶为模板合成了ZnS 纳米线; 管状聚合物聚乙烯醋酸酯(PV Ac)在CdSe 纳米线的形成中起到了微反应器和模板的双重作用. 以Ag/C 或Ag/聚乙烯醇(PV A)纳米电缆为模板合成了Ag 2Se/C 或Au/PV A 纳米电缆. 另外, 在不使用任何添加剂和模板的作用下, 也合成了Ag 纳米线、Te 纳米管和ZnO 纳米棒阵列等.1 室温合成设计了各种反应路线, 尽可能地降低反应温度, 以至于室温和近室温控制合成了一系列纳米晶. 使用乙二胺四乙酸(EDTA)作为配位剂, 在水溶液中合成了Cu 2−x Se 纳米晶[24]. 以乙二胺为溶剂合成了各种形貌的M x Se y [25], 乙二胺的鳌合作用对MSe 纳米晶的形成起到了重要作用: 当使用弱的单齿配体嘧啶作为溶剂时, 产量低并且结晶差; 当使用苯或四氢呋喃(THF)这种没有鳌合作用和碱性的溶剂时, 反应不发生. 在软模板形成的微反应器中氧化晶化非晶胶体[26], 合成了SnO 2纳米晶: 其中在SDBS 辅助下形成了SnO 2纳米空心球, 而在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)-SDBS 的辅助下得到了SnO 2棒束, 其透射电子显微镜(transmission electron microscopy, TEM)图像如图1所示.图1 SDBS 胶束(a)、一个SnO 2空心球(b)、SDBS-PVP 胶束(c)和SnO 2棒束(d)的TEM 图像[26]2 波辅助合成1985年Marignier 等人[27]报道了使用γ射线辐照法合成金属、非金属和二元金属合金的胶体[27]. 在γ射线辐照下形成的胶体需要进一步处理使之晶化. 我们采用γ射线辐照结合水热处理法合成了Ag 和Cu 纳米晶, 反应中表面活性剂SDS 控制了粒子的团聚[28,29]. 用γ 射线辐照法不使用还原剂的情况制备了其他方法难以制备的低熔点金属纳米粒子, 如金属In(熔点很低156.3℃), 我们以EDTA 为配位剂、在表面活性剂SDBS 和聚合物PV A 的辅助下得到了In 纳米晶[30]. γ 射线辐照法也被进一步用于合成非金属纳米材料. 表面活性剂SDS 辅助下在不同的溶液中得到了非晶和结晶的Se: 酸性溶液中合成并在室温下干燥得到了非晶的Se, 在80℃干朱永春等: 低温液相合成纳米材料1470燥得到了结晶的Se; 而在碱性溶液中合成室温下干燥得到了结晶的Se [31]. 表面活性剂SDS 辅助下也得到了针状Te 纳米晶[32], 图2是针状Te 纳米晶的TEM 图像. 以反向六方液晶为软模板合成了ZnS 纳米线束[33], 每根纳米线的直径和液晶的空穴直径近似一致.采用γ 射线辐照法也合成了一些复合纳米材料. 一般的合成方法中, 高分子的聚合和纳米颗粒的形成是分步进行的, 这使得颗粒的尺寸分布较宽、在聚合物中分布不均. 使用γ 射线辐照法, 单分子的聚合和无机物的粒子的形成是同步的, 所以无机物在聚合物中的分布均匀. 聚丙烯酰胺(PAA)和Ag 的聚合物被合成了出来, 由于还原和聚合同时进行, Ag 粒子均匀地分布在PAA 的基体中, 这也进一步阻止了Ag 纳米粒子的团聚长大[34]. CdSe/PV Ac 纳米电缆也被合成了出来, 其中核直径6nm, 壳直径80 nm [35], 具有极性基团的有机单分子自组装形成两性超分子, 这种超分子可以聚合先形成聚合物管, 聚合物管中心亲水, 壳疏水, 聚合物管为无机半导体纳米线的生长起到了模板和微反应器的作用, 图3是CdSe/ PVAc 纳米电缆的TEM 图像, 同时在产物中也观察到了PVAc 空心管的存在.图3 CdSe/PVAc 纳米电缆(a)和PVAc 空心管(b)的TEM 图像[35](a) 插图是电子衍射花样; (b) 插图是这一区域的电子衍射花样在液相中超声可以形成气穴(气泡的破裂), 化学反应主要发生在气泡中, 大多数情况下在高能超声反应中得到的是非晶材料, 而我们通过此方法制备了一些晶体材料. 在乙二胺中得到了Cu 4Te 3纳米晶, 而在乙二胺和水合肼的混合溶液中得到了Cu 7Te 4纳米晶[36]. 以SDS 的囊泡为模板合成了CdSe 空心球[37], 囊泡模板中囊泡的外层吸附无机离子并控制了CdSe 空心球的生长, 为CdSe 纳米颗粒的成核和生长起到了微反应器作用.3 低温直接加热合成在CS 2-水-乙二胺的体系中, CS 2不溶于水在水中形成液滴, 它是硫源和模板,通过原位模图2 针状Te 纳米晶的TEM 图像[32]中国科学 G 辑: 物理学 力学 天文学 2008年 第38卷 第11期1471板界面反应在50℃合成了CdS 亚微米空心球[38]. 使用金属硫醇盐和硫代乙酰胺在十二硫醇中反应制备了各种单分散硫化物(PbS, Cu 2S, Ag 2S)纳米晶, 加乙醇到纳米晶胶体溶液中得到了纳米晶组装成的超晶格[39], 图4(a)是单根PbS 纳米棒的TEM 图像, 可以看出纳米棒是由尺寸4.3 nm 的均匀的PbS 纳米晶有序排列而成, 图4(b)是Cu 2S 棒状结构纳米晶超晶格(组装的纳米晶长4.5 nm, 厚3 nm), 与PbS 和Cu 2S 相比, Ag 2S 是由大小为3.2 nm 的非晶组成(如图4(c)所示). 通过在混合溶剂十二硫醇和油酸中160℃热分解CuS 2CNEt 2得到了直径1.7 nm 长几十微米的Cu 2S 超细纳米线[40], 这些纳米线排列成数百纳米的线束. 在60℃ NH 3·H 2O-CS 2体系中得到了层状卷曲的NiS 结构, 氢键(NH …OH 2)在NiS 层状结构的形成中起到了重要作用[41].图4 PbS (a), Cu 2S (b), Ag 2S (c)的TEM 图像图(a)和(b)的插图是相应的电子衍射花样, 图(c)的插图是放大的Ag 2S 超结构[39]4 水热/溶剂热合成水热处理可以使非晶晶化. 水热处理Bi 2S 3和Se 非晶胶体得到了一维纳米晶[42]. 在室温下H 2O 2氧化金属Ti 形成胶体. 水热处理得到锐钛矿和金红石纳米晶[43].在不使用任何表面活性剂和聚合物的情况下, 在180℃葡萄糖还原新鲜制备的氯化银水热合成了Ag 纳米线, Ag 纳米线的生成是一个固-液-固的过程[44]. 在酸性或碱性溶液中不加入任何添加剂合成了Te 纳米管, 而当在碱性溶液中加入PVP 时得到了Te 纳米线[45]. 在氨水中不加任何添加剂合成了单晶Te 纳米带和纳米管[46], 带螺旋卷曲模板机理被用于解释Te 纳米管的形成, 如图5(a)所示在纳米管上观察到螺旋带的纹理支持了模板卷曲生长机理, 图5(b)的箭头所示一些纳米管的尾部是纳米带更是模板卷曲生长机理的直接证据. 在不同的溶剂中通过溶剂热反应得到了亚稳相(β和γ)和稳定相(α)MnS 纳米晶[47]: 在四氢呋喃和苯中, 产物是亚稳相MnS 纳米晶; 在水、氨水和乙二氨中, 亚稳相转变为稳定相的α-MnS; MnS 的低溶解性可能是高产率亚稳相形成的关键原因. 在NaOH 水溶液和丙三醇的混合溶液中以Bi(NO 3)3和Na 2S 2O 3为反应物制备了Bi 2S 3超长纳米带[48], 纳米带的形成是一个固-液-固的转变过程, 初始阶段形成的NaBiS 2多晶片是Bi 2S 3形成的前驱物, 图6是NaBiS 2片和Bi 2S 3纳米带的FESEM(field emission scanning electron microscopy)图像. H 2O 2辅助水热合成了ZnO 纳米棒阵列[49], 双氧水促进了一维阵列的性能、有效增强了阵列的激子发光.朱永春等: 低温液相合成纳米材料1472图5 Te 纳米管(a)和纳米带(b)的TEM 图像[46]图6 NaBiS 2片(a)和Bi 2S 3纳米带(b)的FESEM 图像[48]在溶剂热合成中二元氨和一元氨都可以作为形状控制剂. 在乙二氨、二乙烯三氨和三乙烯三氨中合成的CdE(E = S, Se, Te)为棒状, 而在吡啶中合成的CdS 是不规则纳米颗粒[50]. 在正丁氨中合成了CdS 纳米棒说明用一元氨做溶剂也能得到硫化物棒状结构[51], 这一结果说明配体中有一个配位原子已经足够有助形成一维纳米晶. 在乙二胺和水的混合溶液中合成带状前驱体ZnSe ·3en, 热处理前驱物得到了ZnSe 纳米线束[52].在水热/溶剂热合成中一些添加剂和模板也被用来控制纳米晶的生长. 通过络和物-表面活性剂-辅助的水热法合成了镍纳米带, 其中SDBS 通过吸附和解吸附与Ni 的晶面作用控制Ni 粒子的不同晶面的生长速度[53], 图7是Ni 纳米带的TEM 图像. 在表面活性剂SDBS 的辅助下, 丙三醇和水的混合溶剂中还原Cu II -丙三醇配合物得到了Cu 纳米线[54]. 十六烷基三甲基铵离子(CTA +)和无机阴离子作用形成无机-表面活性剂的插层结构, 这种插层结构作为微反应器和反应物生长纳米线, 通过这种方法合成了GaP, InP, γ-MnO 2, ZnO, SnS 2, ZnS, CdWO 4和ZnWO 4纳米线[55]. 在乙二胺为溶剂的体系中, 加入PAA 凝胶合成了超长CdS 纳米线[56]. 采用乙二胺溶剂热合成在聚乙烯醇(PV A)的辅助下合成了CdSe 和CdTe 纳米线, PV A 促进了“导向连接”使得先形成的CdSe 纳米棒连接起来生成纳米线[57]. 当溶液中乙二胺和水的体积比为3:1时, 在聚[N-(2-氨基乙基)丙烯酰胺]的辅助下, 合成了有规则几何形状的PbS 纳米线(如椭圆形和平行四边形)[58], 聚合物对闭合PbS 纳米线的形成起到了稳定剂和软模板的作用, 图8是椭圆形PbS 闭合纳米线.中国科学 G 辑: 物理学 力学 天文学 2008年 第38卷 第11期1473图7 Ni 纳米带的图像[53](a) FESEM; (b) TEM通过水热/溶剂热法也合成了复合纳米材料. 水热聚合和同步硫化过程合成了一维CdS 纳米颗粒/PV Ac 纳米棒的复合物[59]. 使用糖类为前驱体合成了金属/碳纳米杂化物,同时也得到了一些碳空心结构, 银离子的还原和胶体结构的连接同时发生[60]. 在水热条件下原位还原银离子以及银离子催化交连PV A 链合成了Ag/交连PV A 纳米电缆[61]. 这一方法被推广到合成半导体/聚合物同轴纳米电缆[62]. 通过AgCl 和PV A 为前驱物水热合成Ag/交连PV A 电缆, 通过将Ag 核去除得到了交连PV A 亚微米管, 而以电缆作为牺牲模板, 用氯金酸盐腐蚀Ag/交连PV A 亚微米电缆得到了Au/交连PV A 亚微米电缆[63]. 水热条件下通过胺基磺酸银和水杨酸反应合成了超长Ag/C 纳米电缆, 在室温下化学腐蚀这些Ag/C 纳米电缆得到了非晶碳纳米管, 而以Ag/C 纳米电缆为模板又能合成β-Ag 2Se/C 纳米电缆[64], 图9是Ag/C 纳米电图9 Ag/C 纳米电缆(a)、非晶碳管(b)和β-Ag 2Se/C 纳米电缆(c)的TEM 图像[64]图8 椭圆形PbS 闭合纳米线的TEM 图像[58]朱永春等: 低温液相合成纳米材料缆、非晶碳管和β-Ag2Se/C纳米电缆的TEM图像.在各种合成方法中, 结合使用一些辅助手段用于控制纳米材料的形状、尺寸和颗粒的分散. 通过γ射线辐照和水热处理使得非晶晶化, 得到了一些一维纳米结构. 溶剂、添加剂、软模板和硬模板等手段对控制纳米结构的形成也是有效的. 另外, 在不使用任何添加剂和模板的作用下, 也合成了Ag, Te和ZnO一维纳米结构.参考文献1 Xia Y N, Rogers J A, Paul K E, et al. 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五个氧化还原反应方程式氧化还原反应是化学反应中常见的一种类型,也是化学反应中重要的一类反应。
它涉及物质的电子转移过程,其中一个物质失去电子被氧化,另一个物质获得电子被还原。
在这篇文章中,我将介绍五个氧化还原反应方程式,并对每个方程式进行解释和描述。
1. 锌与盐酸反应:反应方程式:Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2在这个反应中,锌(Zn)被盐酸(HCl)氧化,失去了电子,形成了锌离子(Zn2+)。
同时,盐酸被还原,接受了锌的电子,生成了氢气(H2)。
这个反应是一个典型的金属与酸反应,锌的电子转移给了氯离子,形成了氯化锌。
2. 氯气与钠反应:反应方程式:2Na + Cl2 → 2NaCl在这个反应中,氯气(Cl2)被钠(Na)氧化,失去了电子,形成了氯离子(Cl-)。
同时,钠被还原,接受了氯的电子,生成了氯化钠(NaCl)。
这个反应是一个典型的金属与非金属反应,钠的电子转移给了氯离子,形成了氯化钠。
3. 氧气与铁反应:反应方程式:4Fe + 3O2 → 2Fe2O3在这个反应中,铁(Fe)被氧气(O2)氧化,失去了电子,形成了铁离子(Fe3+)。
同时,氧气被还原,接受了铁的电子,生成了三氧化二铁(Fe2O3)。
这个反应是一个典型的金属与氧气反应,铁的电子转移给了氧离子,形成了三氧化二铁。
4. 氢气与氯气反应:反应方程式:H2 + Cl2 → 2HCl在这个反应中,氢气(H2)被氯气(Cl2)氧化,失去了电子,形成了氢离子(H+)。
同时,氯气被还原,接受了氢的电子,生成了盐酸(HCl)。
这个反应是一个典型的非金属与非金属反应,氢的电子转移给了氯离子,形成了盐酸。
5. 锌与铜硫酸反应:反应方程式:Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu在这个反应中,锌(Zn)被铜硫酸(CuSO4)氧化,失去了电子,形成了锌离子(Zn2+)。
同时,铜硫酸被还原,接受了锌的电子,生成了硫酸锌(ZnSO4)和铜(Cu)。
北京市2024-2025学年第一学期10月月考高三化学(答案在最后)试卷说明:试卷分值100,考试时间90分钟。
I 卷为选择题,共14个小题,共42分。
II 卷为主观题,包括第15至第19题,共58分。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Fe 56 I 127第一部分一、选择题(共14个小题,每题3分,共42分。
每小题只有一个正确选项,请选择正确答案填在机读卡相应的题号处)1.中国传统文化中包括许多知识,下列古语不涉及化学变化的是A.千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金B.熬胆研(CuSO 4•5H 2O)铁釜,久之亦化为铜C.凡石灰(CaCO 3)经火焚炼为用D.丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂【答案】A【解析】【详解】A .千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金,过程为金的富集,不涉及化学变化,A 符合题意;B .熬胆矾铁釜,久之亦化为铜,发生铁和铜离子生成单质铜的反应,化学变化,B 不符合题意;C .反应中碳酸钙煅烧得到氧化钙,生成新物质,C 不符合题意;D .丹砂(HgS)烧之成水银,积变又成丹砂,发生硫化汞分解得到汞,汞又和硫生成硫化汞的反应,化学变化,D 不符合题意;故选A 。
2.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A.无色透明溶液中:2+3+-2-34Cu Al HCO SO 、、、B.能使品红褪色的溶液中:-2+-2+4MnO Mg I Ca、、、C.遇酚酞变红的溶液中:++2--4Na K SO F、、、D.与Al 反应能生成氢气的溶液中:+3+-2-434NH Fe NO SO 、、、【答案】C【解析】【详解】A .2+Cu 显蓝色不满足无色透明,同时Cu 2+、3+Al 与-3HCO 发生双水解不能大量共存,A 错误;B .-4MnO 、-I 发生氧化还原反应不能大量共存,B 错误;C .遇酚酞变红的溶液显碱性,++2--4Na K SO F 、、、之间不发生反应且与-OH 能大量共存,C 正确;D .与Al 反应能生成氢气的溶液显碱性或者酸性,碱性条件下+4NH 与-OH 生成弱碱32NH H O ⋅不能大量共存,3+Fe 与-OH 生成3Fe(OH)沉淀不能大量共存,D 错误;答案选C 。
专题73晶体结构与性质1.【2022年山东卷】AlN 、GaN 属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N-Al 键、N-Ga 键。
下列说法错误的是A .GaN 的熔点高于AlNB .晶体中所有化学键均为极性键C .晶体中所有原子均采取3sp 杂化D .晶体中所有原子的配位数均相同2.【2022年山东卷】2-x Cu Se 是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu 原子。
下列说法正确的是A .每个2-x Cu Se 晶胞中2+Cu 个数为xB .每个2Na Se 晶胞完全转化为2-x Cu Se 晶胞,转移电子数为8C .每个NaCuSe 晶胞中0价Cu 原子个数为1-xD .当2x y -Na Cu Se 转化为NaCuSe 时,每转移(1-y)mol 电子,产生(1-x)molCu 原子3.【2022年湖北卷】60C 在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。
下列关于该碳玻璃的说法错误的是A .具有自范性B .与60C 互为同素异形体C .含有3sp 杂化的碳原子D .化学性质与金刚石有差异4.【2022年湖北卷】某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。
下列说法错误的是A.2+Ca的配位数为6B.与F-距离最近的是K+KCaF D.若F-换为-Cl,则晶胞棱长将改变C.该物质的化学式为35.(2021.1·浙江真题)铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图),其骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体,化学组成可表示为M a[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M 代表金属离子)。
下列推测不正确...的是A.常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛B.若a=x/2,则M为二价阳离子C.调节y/x(硅铝比)的值,可以改变分子筛骨架的热稳定性D.分子筛中的笼状空穴和通道,可用于筛分分子6.(2019·浙江高考真题)下列说法不正确...的是A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏7.(2019·上海高考真题)下列过程只需要破坏共价键的是A.晶体硅熔化B.碘升华C.熔融Al2O3D.NaCl溶于水8.(2018·浙江高考真题)下列说法正确的是A.CaO与水反应过程中,有共价键的断裂和形成B.H2O的热稳定性比H2S强,是由于H2O的分子间作用力较大C.KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电,所以它们都属于离子化合物D.葡萄糖、二氧化碳和足球烯(C60)都是共价化合物,它们的晶体都属于分子晶体9.(2017·浙江高考真题)下列说法不正确的是A.Cl2、Br2、I2的分子间作用力依次减小B.石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体,加热熔化时需破坏共价键C.氢氧化钠在熔融状态下离子键被削弱,形成自由移动的离子,具有导电性D.水电解生成氢气和氧气,有化学键的断裂和形成10.(2017·浙江高考真题)下列说法正确的是A.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,熔化时需客服微粒间的作用力类型也相同B.化学变化发生时,需要断开反应物中的化学键,并形成生成物中的化学键C.CH4和CCl4中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构D.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响11.(2016·上海高考真题)下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是A.CaO与CO2B.NaCl与HCl C.SiC与SiO2D.Cl2与I2 12.(2016·浙江高考真题)下列说法正确的是A.MgF2晶体中的化学键是共价键B.某物质在熔融态能导电,则该物质中一定含有离子键C.N2和Cl2两种分子中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构D.干冰是分子晶体,其溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力13.(2015·上海高考真题)某晶体中含有极性键,关于该晶体的说法错误的是A.不可能有很高的熔沸点B.不可能是单质C.可能是有机物D.可能是离子晶体14.(2014·上海高考真题)BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与AlCl3相似。
绝密★使用前东北育才学校2022-2023学年度高考适应性测试(二)高三化学考生注意:1.本试卷共100分,考试时间75分钟。
共三大题,20小题,共9页2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容:高考全部内容一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.常温下,向盛50mL0.100mol·L-1盐酸的两个烧杯中各自匀速滴加50mL的蒸馏水、0.100mol·L-1醋酸铵溶液,测得溶液pH随时间变化如图所示。
已知K a(CH3COOH)=1.8×10-5,K b(NH3·H2O)=1.8×10-5。
下列说法正确的是()A.曲线X是盐酸滴加蒸馏水的pH变化图,滴加过程中溶液各种离子浓度逐渐减小B.曲线Y上的任意一点溶液中均存在c(CH3COO-)<c(NH4+)C.a点溶液中n(Cl-)+n(CH3COO-)+n(OH-)-n(NH4+)=0.01molD.b点溶液中水电离的c(H+)是c点的102.37倍2.初始温度为t℃,向三个密闭的容器中按不同方式投入反应物,发生如下反应:4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-116kJ·mol-1,测得反应的相关数据如下:容器容器类型初始体积初始压强/Pa反应物投入量/mol平衡转化率平衡时Cl2的物质的量/molHCl O2Cl2H2OI恒温恒容1L52104100α1(HCl)1 II绝热恒容1L p20022α2(Cl2)aIII恒温恒压2L p38200α3(HCl)b 下列说法正确的是A.反应4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(l)的ΔH>-116kJ·mol-1B.a>1,b>2C.p2=1.6×105Pa,p3=4×105PaD.α1(HCl)+α2(Cl2)>13.能正确表示下列变化的离子方程式是A .硅酸钠中滴加盐酸:Na 2SiO 3+2H +=H 2SiO 3↓+2Na +B .少量SO 2通入NaClO 溶液中:SO 2+3ClO -+H 2O=SO 42-+Cl -+2HClOC .高锰酸钾溶液中滴入双氧水:2MnO 4-+3H 2O 2+6H +=2Mn 2++4O 2↑+6H 2OD .小苏打治疗胃酸过多:CO 32-+2H +=CO 2↑+H 2O4.设N A 为阿伏加德罗常数的值。
2023北京顺义一中高三2月月考化 学可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cu 64 Zn 65第一部分(选择题)本部分共14题,每题3分。
在每题列出的四个选项中选出最符合题目要求的一项。
1. 冰面光滑与冰层表面的结构有关,下列有关说法正确的是A. 由于氢键的存在,水分子的稳定性好,高温下也很难分解B. 第一层固态冰中,水分子间通过共价键形成空间网状结构C. 当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂,产生“流动性的水分子”,使冰面变滑D. 第一层固态冰中,水分子间有氢键的形成,所以固态冰属于共价晶体 2. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. 乙炔的结构简式:HC CHB. 顺-2-丁烯的分子结构模型:C. 基态24Cr 原子的价层电子的轨道表示式:D. 22Na O 的电子式:3. 我国中草药文化源远流长,通过临床试验,从某中药中提取的有机物具有较好的治疗癌症的作用,该有机物的结构如图所示。
下列说法中错误的是A. 该有机物中碳原子的杂化方式为2sp 和3spB. 该有机物存在对映异构体C. 1 mol 该有机物与溴水反应最多消耗2 mol 2BrD. 该有机物能与3FeCl 溶液发生显色反应 4. 下列原因分析能正确解释递变规律的是A. AB. BC. CD. D5. 下列方程式与所给事实相符的是A. 铝溶于NaOH 溶液:222Al 2NaOH 2NaAlO H +=+↑B. 明矾净水:()323Al3H OAl OH 3H ++++C. 红热的Fe 粉和水蒸气反应生成黑色固体:22322Fe+3H OFe O +3H 高温D. 苯酚钠溶液中通入2CO 后变浑浊:+H 2O+CO 2⎯⎯→2+Na 2CO 36. 设A N 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的A. 104 g 苯乙烯( )含有σ键数目为A 11NB. 在氢氧碱性燃料电池中,当正极上消耗22.4 L 气体时,转移的电子数为A 2NC. 在精炼铜的过释中,当阴极析出铜32 g 时,阴阳极转移电子数均为A ND. 等物质的量的2N 和22C H 所含有的电子数均为A 14N 7. 给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是A. 粗硅2Cl⎯⎯⎯→高温SiCl 42H ⎯⎯⎯→高温Si B. Mg(OH)2⎯⎯⎯→盐酸MgCl 2(aq)⎯⎯⎯→电解Mg C. Fe 2O 3⎯⎯⎯→盐酸FeCl 3(aq)⎯⎯⎯→蒸发无水FeCl 3 D. AgNO 3(aq)32NH H O⎯⎯⎯⎯→[Ag(NH 3)2]OH(aq)∆⎯⎯⎯→蔗糖Ag8. 下列实验能达到实验目的的是 A B C DA. AB. BC. CD. D9. 室温下,通过实验探究NaHS 溶液的性质并记录如下。
一、选择题1.下列表述Ⅰ、Ⅱ均正确并且有因果关系的是选项表述Ⅰ表述ⅡA SO2具有漂白性SO2能使酸性KMnO4溶液褪色B SiO2具有弱氧化性工业上利用SiO2与焦炭制备粗硅C NH3是电解质NH3的水溶液可以导电D浓硫酸具有吸水性可用来干燥H2S气体A.A B.B C.C D.D2.当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时,常发现其成分中含有少量SO2。
下列关于SO2的说法正确的是()A.SO2属于非法添加剂,不该添加到葡萄酒中B.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质C.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的漂白性3.下列说法正确的是(N A是阿伏加德罗常数的值)A.0.1 mol FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1N AB.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2N AC.1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2N AD.120 g NaHSO4和KHSO3的固体混合物中含有的阳离子数为N A4.用下列装置进行相应实验,能达到实验目的的是A B C D验证浓H2SO4的脱水性、强氧化性制备少量O2,其优点是能随时控制反应的发生和停止证明非金属性强弱:N>C>Si配制100 mL一定物质的量浓度的硫酸溶液A .AB .BC .CD .D5.A 、B 、C 、D 四种物质之间的转化关系如图所示(部分产物已略去)下列说法正确的是A .若A 为AlCl 3溶液,B 可能为氨水,反应①的离子方程式为:Al 3++4NH 3·H 2O=-2AlO +4+4NH +2H 2OB .若A 为NaAlO 2溶液,B 稀盐酸,则D 为AlCl 3溶液C .若A 为Fe ,B 可能为稀硝酸,反应②的离子方程式为:3Fe+8H ++2-3NO =3Fe 2++2NO↑+4H 2OD .若A 为Cl 2,B 可能为NH 3,实验室可用加热固体C 的方法制取NH 36.铁铜合金中逐滴加入稀硝酸的过程中,下列离子方程式较难发生的是A .Fe + 4H ++ NO -3→ Fe 3++ NO↑+ 2H 2OB .3Fe + 8H ++ 2 NO -3→ 3Fe 2++ 2NO↑+ 4H 2OC .3Cu + 8H ++ 2 NO -3→ 3Cu 2++ 2NO↑+ 4H 2OD .3Fe 2+ + 4H + + NO -3→ 3Fe 3+ + NO↑ + 2H 2O7.下列化合物能由两种单质直接化合生成的是A .FeCl 2B .NO 2C .CuSD .SO 28.用下列装置进行相应实验,能达到实验目的的是( )“随开随用、随关随停”制CO 2快速制备氨气 干燥HCl 气体 验证SO 2漂白性 A B C D A .A B .B C .C D .D9.下列说法不正确的是A .碳纳米管具有很好的吸附性能、光电性能、热学性能B .目前光解水较好的催化剂有TiO 2、MoS 2等C .石墨制备石墨烯的过程中有化学键和分子间作用力的破坏D .硅、砷化镓、氮化镓都是半导体材料10.某无色澄清溶液中可能含有:①Na +、②SO 2-4、③Cl -、④HCO -3、 ⑤OH -、⑥H +、⑦Cu 2+中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如表: 步骤操作 现象 (1)用酚酞试液检验 溶液变红 (2)向溶液中滴加BaCl 2溶液和稀盐酸 有白色沉淀生成 (3) 将(2)中所得混 合物过滤,向滤液中加入AgNO 3溶液和稀HNO 3 有白色沉淀生成 下列结论正确的是A .该实验无法确定是否含有①③B .肯定含有的离子是②③⑤C .肯定含有的离子是①②⑤D .肯定没有的离子是④⑥⑦,可能含有的离子是①③二、填空题11.按要求完成下列填空:(1)用氧化物的形式表示24Mg SiO 的组成为_____。
(满分60分时间25分钟)姓名:班级:得分:1.在肯定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72-和Pb2+,则与1molCr3+反应所需PbO2的物质的量是()A.3.0mol B.1.5mol C.1.0mol D.0.75mol【答案】B考点:考查氧化还原反应的计算2、己知M2O n2-可与R2-作用,R2-被氧化为R单质,M2O n2-的还原产物中M为+3价;又知c(M2O n2-) =0.3mol/L的溶液100mL 可与c(R2-)=0.6mol/L的溶液150mL恰好完全反应,则n值为()A.4 B.5 C.6 D.7【答案】D【解析】试题分析:M2O n2-可与R2-作用时,R2-被氧化为R的单质,则每个R2-失去2个电子生成R的单质,M元素得电子发生还原反应,设每个M2O n2-在反应中得到x个电子,依据转移电子守恒得2n(M2O n2-)x=2n(R2-),即2×0.3mol/L×0.1L×x=2×0.6mol/L×0.15L,x=3,M2O n2ˉ的还原产物中,M为+3价,所以M原来的化合价是+(3+3)=+6,M2O n2-带两个负电荷,所以n=12×(−2−(+6)×2)=7,故选D。
【考点定位】考查氧化还原反应的计算【名师点晴】本题考查氧化还原反应的有关计算,为高频考点,侧重考查同学分析计算力量,明确氧化还原反应中转移电子相等是解本题关键。
电子得失守恒法解题的一般思路是:首先找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物;其次找准一个原子或离子得失电子数(留意化学式中粒子的个数);最终依据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
3.水热法制备Fe(FeO2)2纳米颗粒的反应3Fe2++2S2O32-+O2+xOH-=Fe(FeO2)2+S4O62-+2H2O,下列说法中不正确的是A.每生成1molFe(FeO2)2转移4mol电子B.该反应中Fe2+和S2O32-都是还原剂C.3molFe2+被氧化时有1molO2被还原D.反应方程式中化学计量数x=4【答案】C【考点定位】考查氧化还原反应的计算【名师点晴】本题考查氧化还原反应的计算,为高频考点,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,侧重电子守恒计算的考查。
第3章第3节 氧化还原反应1.认识元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。
2.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质是电子的转移,知道常见的氧化剂和还原剂。
1.本部分知识在高考中一般与元素化合物、电化学、流程图题相结合进行考查,难度中等。
2.对氧化还原反应概念的复习,首先要抓住概念的本质,建立氧化还原反应的观点,通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质,建立氧化还原反应计算、配平以及书写陌生方程式的思维模型。
3.能从氧化还原反应的角度,设计探究方案,进行实验探究,加深对物质氧化性、还原性的理解。
内容索引第一环节 必备知识落实第二环节 关键能力形成第三环节 核心素养提升第一环节 必备知识落实1氧化还原反应的相关概念及电子转移的表示方法知识筛查1.氧化还原反应的本质和特征2.相关概念及其关系简单概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
3.氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法。
Cu与稀硝酸的反应中电子转移的方向和数目可表示为:(2)单线桥法。
Cu与稀硝酸的反应中电子转移的方向和数目可表示为:4.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系知识巩固1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)反应2Na 2O 2+2H 2O ══4NaOH+O 2↑与反应Cl 2+H 2O HCl+HClO 均为水做还原剂的氧化还原反应。
( )(2)将KI 和FeCl 3溶液在试管中混合后,加入CCl 4,振荡,静置,下层溶液显紫红色,说明氧化性Fe 3+>I 2。
( )(3)Cl 2+2Br -══2Cl -+Br 2,Zn+Cu 2+══Zn 2++Cu 均为单质被还原的置换反应。
( )(4)某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原。
( )(5)铜与浓硝酸的反应中电子转移的方向和数目可表示为×√×√√2.(1)用双线桥法标出下列反应的电子转移情况。
水溶液中合成Cu2-x Se纳米晶体的氧化还原反应
Weixin Zhang, Xiaoming Zhang, Lei Zhang, Jianxin Wu, Zehua Hui, Youwei Cheng, Juewen Liu, Yi Xie, and Yitai Qian*
Department of Chemistry and Structure Research Laboratory, University of Science and Technology of China,Hefei, Anhui 230026, P. R. China
因为纳米结构材料的非传统的物理和化学特性,使得它们成为当今相当重要的研究热点。
通常我们很难找到关于铜的硒化物的制备的报道;然而,以粉末形式或是薄膜存在的铜的硒化物的微观结构已经在材料和装置的性能上引发了极大的兴趣。
铜的硒化物纳米晶体在太阳能电池上硒化物光子吸收层的制备方面有潜在的应用。
按照习惯,大部分的铜的硒化物可以通过400—470℃时在流动的氩气中两元素间的固态反应合成的。
这种方法有个明显的缺点,就是对高温的要求。
高能球磨法使得元素反应在室温下发生;但是,产品的质量很难控制。
通常来说,液相合成是低能耗的方法。
在n—丁胺溶剂中,室温下的元素反应产生了Cu2-x Se晶体,但是产品尺寸不是纳米级的且反应时间长达4小时。
在乙二胺溶剂中,通过4小时90℃下的溶剂热法可以获得纳米结晶Cu2-x Se。
这里,我们报告一室温常压下用于合成Cu2-x Se纳米晶体的氧化还原反应,这个反应在硒的碱性溶液和Cu2+的多元水溶液间发生。
与其他已知的方法相比,发生在水溶液中的合成方法相当简单且安全。
从上海化学有限公司来的所有试剂都有99.9%的纯度,且使用时不需进一步提纯。
实验中所有处理过程和反应都在空气中进行。
碱性的硒的水溶液制备如下:将0.45mol的NaOH,0.002mol的硒元素加入到40mL的蒸馏水中。
由于NaOH在水中的溶解是一个放热过程,所以混合物的温度在几分钟之内达到80℃,产生的热量可以保证硒元素的溶解。
图1. Cu2-x Se样品的(A)透射电镜(TEM)图像和(B)电子衍射图样。
将CuCl2•H2O(0.0026mol)加入到15mL的EDTA(0.2M)水溶液中,然后通过快速的搅拌使混合物与碱性的硒的水溶液混合在一起。
大量黑色的沉淀物出现了。
用稀释的盐酸溶液(0.1M)和蒸馏水过滤之后,在真空中将沉淀物在50℃下烘干4小时。
最终的产物收集起来做特性描述。
通过过滤的镍铜Kα射线,产品的X射线粉末衍射(XRD)图样被记录在一个Rigaku
D/max-rA逆转阳极X射线衍射仪上。
所有的衍射峰都可以索引到立方体的Cu2-x Se的晶格常数a=0.573nm,这与已知的结果很接近(JCPDS,6-0680号文件)。
这些衍射峰很宽,可能是由于细粒度和晶格应变造成的。
通过减去从衍射仪工作曲线中获得的衍射仪的宽度,修正衍射峰的宽度。
然后通过Debye-Scherrer方程,在022衍射峰的颗粒大小是15.8nm。
这个结果是经过修正后得到的;因此可以通过同一样品的TEM图像证明出来。
显微照片是用Hitachi H800透射电子显微镜(TEM)拍摄的。
图1说明微粒是球形的且稍微凝聚。
微粒的平均尺寸大约16.6nm,这与XRD的分析一致。
电子衍射(ED)图样更进一步确定了Cu2-x Se具有良好的结晶度。
图2显示的是记录在用Mg Kα射线作为激励源的ESCALab MKII仪器上的X射线光电子能谱。
有些氧和碳的污染且无电荷效应。
碳污染的C 1s线出现在284.9eV。
Cu 2p3/2峰的结合能是932.3eV。
Cu L3VV峰的动能是917.8eV。
因此“修正的俄歇参数”(R )的值是1850.1eV,通过这一点可以将它从Cu,Cu2O和CuO中区别出来。
Se 3d的结合能是54.1eV。
由硒元素和硒的氧化物引起的光电子发射不明显。
主要的O 1s峰出现在532.45eV。
对Cu2O和CuO,由于O 1s的结合能分别是530.4eV和529.6eV,因此,这点氧很有可能是吸附在产品表面上的水蒸气,且氧没有以氧化物或者混合氧化物的形式存在。
实验中没有观察到明显的Na 1s和N 1s 的峰,证明了产品中没有Na和EDTA存在。
XPS的分析证明了产品Cu2-x Se的纯度非常高。
通过Cu 2p3/2和Se 3d的峰值区域,铜和硒的含量被量化了,且给出了平均构成:Cu1.86Se。
用我们的方法,反应可能发生如下:
硒的溶解反应
3Se + 6NaOH →2Na2Se + Na2SeO3 + 3H2O (1)Na2Se + (x-1)Se→Na2Se x(2)络合反应
Cu2+ + (edta)4-↔ [Cu(edta)]2-(3)沉淀反应
(2-x)Na2Se x + (2-x)Cu2+→-(x-1)2Se + (4-2x)Na+ + Cu2-x Se↓(4)(2-x)Na2Se + (2-x)Cu2+→(1-x)Se + (4-2x)Na+ + Cu2-x Se↓(5)硒源是含有Se2-,[SeO3]2-和Se x2-离子的深红色水溶液。
室温下,只有含过量的OH-时溶液才是稳定的。
如果用太多水稀释那么硒就会沉淀下来。
因此,为了避免硒源的过分稀释,多元铜液的体积要小于碱性的硒溶液。
沉淀反应是氧化还原反应。
使用半电极电位(E o(Cu2+/Cu+)=+0.153,E o(Se/Se2-)=-0.78)计算得到电动势(E o=0.993V)是正的。
所以黑色Cu2-x Se的沉淀自然发生了。
新产生的硒是活跃的,可以立即融入过碱溶液。
方程4和5也表明Cu2+是制备Cu2-x Se的直接氧化剂。
实际上,反应之初只有非常少的Cu2+存在于铜的多元溶液中。
随着Cu2-x Se的沉淀,多元溶液的平衡态被打破且自由的Cu2+离子从与[Se x]2-和Se2-的络合反应中源源不断的分离出来。
之所以使用铜的多元溶液代替Cu2+作为试剂,是因为在碱性溶液中铜的多元液比Cu2+更加稳定且可以减少副产物,如Cu(OH)2和CuO。
在我们的实验中,使用了适度过量的(少于30%)铜多元液,通过XRD在产物中没有发现杂质。
然而在产物中仍有少量的氧化物,由XPS验证,只有经过酸性清洗后才能获得纯净的Cu2-x Se。
反应最后,过多的铜多元液很容易被水冲走。
如果反应物硒过量,它将会在清洗后沉淀在产物上且很难清除。
图2. Cu2-x Se样品的X射线光电子能谱(XPS)分析:(a)Cu 2p3/2,Cu 2p1/2(b)Cu L3VV(c)Se 3d。
总而言之,通过氧化还原反应我们已经成功合成了平均颗粒大小为16.6nm的Cu2-x Se纳米晶体。
作为硒源的碱性硒溶液使得最终产物在室温常压下在水溶液中很好地结晶。
代替Cu2+作为试剂的铜多元液极大地减少了副产物。
这种在水溶液中确立的技术使得Cu2-x Se纳米晶体的合成简单、安全。
鸣谢。
此项工作由中国国家自然科学基金会支持。
参考文献:略。