Question

本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容．请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答．若两题都做，则按A题评分．
A．[物质结构]
[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O是一种杀虫剂．
（1）Cu元素基态原子的电子排布式为

 

．
（2）元素N、O、S的第一电离能由大到小排列的顺序为

 

．
（3）H元素可与O元素形成H₂O和H₂O₂，H₂O₂易溶于H₂O，其主要原因为

 

．
（4）H元素与N元素可组成化合物N₂H₄，其中N原子的轨道杂化方式为

 

．
（5）与S

O

2- 4

互为等电子体的一种分子的化学式为

 

．
（6）Cu元素与H元素可形成一种红色晶体，其结构如图8，则该化合物的化学式为

 

．
B．[实验化学]
目前市场上大量矿泉水、食用油等产品包装瓶几乎都是用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称聚酯）制作的．利用废聚酯饮料瓶制备对苯二甲酸的反应原理如下：

实验过程如下：
步骤1：在100mL四颈瓶上分别装置冷凝管、搅拌器和温度计．依次加入5g废饮料瓶碎片、0.05g氧化锌、5g碳酸氢钠和25mL乙二醇．缓慢搅拌，油浴加热，升温至180℃，反应15分钟．
步骤2：冷却至160℃停止搅拌，将搅拌回流装置改成搅拌、减压蒸馏装置，减压蒸馏．
步骤3：向四颈瓶中加入50mL沸水，搅拌使残留物溶解．抽滤除去少量不溶物．
步骤4：将滤液转移到400mL烧杯中，用25mL水荡洗滤瓶并倒入烧杯中，再添加水使溶液总体积达200mL，加入沸石，将烧杯置于石棉网上加热煮沸．
步骤5：取下烧杯，取出沸石后趁热边搅拌边用8～10mL 1：1HCl酸化，酸化结束，体系呈白色浆糊状．
步骤6：冷至室温后再用冰水冷却．抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤数次至滤出液pH=6，抽干后再用10mL丙酮分2次洗涤，抽干，干燥．
（1）步骤1反应过程中的现象是

 

．
（2）步骤2是为了分离出

 

．
（3）步骤3抽滤需要用到的主要仪器有

 

．
（4）步骤4加沸石的目的是

 

．
（5）步骤5用盐酸酸化的目的是

 

．
（6）步骤6用丙酮洗涤的目的是

 

．

Answer 1

分析：A．（1）铜是29号元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理写出其基态原子的电子排布式；
（2）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第VA族元素的第一电离能大于其相邻元素，同一主族元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小；
（3）相互形成氢键的物质能互溶；
（4）根据含有的价层电子对判断其杂化类型；
（5）原子个数、价电子数相等的微粒是等电子体；
（6）利用均摊法确定其化学式；
B（1）根据反应方程式中生成物确定实验现象；
（2）减压蒸馏能分离出沸点较低的物质；
（3）抽滤需要用到的主要仪器有布氏漏斗和吸滤瓶；
（4）沸石有防止暴沸的作用；
（5）对苯二甲酸钠和盐酸能反应；
（6）利用丙酮作洗涤剂易于干燥．

解答：解：A．（1）铜是29号元素，其原子核外有29个电子，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s¹，故答案为：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）N、O元素处于第二周期，且N元素处于第VA族，O元素处于第VIA族，S元素处于第三周期第VIA族，所以这三种元素的第一电离能大小顺序是N＞O＞S，故答案为：N＞O＞S；
（3）H₂O与H₂O₂之间形成氢键，增大了双氧水的溶解度，所以双氧水易溶于水，故答案为：H₂O与H₂O₂之间形成氢键；
（4）N₂H₄中每个N原子含有3个σ和一个孤电子对，所以 sp³杂化，故答案为：sp³；
（5）一个SO₄^2-中含有5个原子32个价电子，硫酸根离子的等电子体为：CCl₄或SiCl₄或SO₂Cl₂，故答案为：CCl₄或SiCl₄或SO₂Cl₂；
（6）该晶胞中含有铜原子个数=2×

1

2

+3+12×

1

6

=6，氢原子个数=3+1+6×

1

3

=6，所以铜原子和氢原子个数比是1：1，则其化学式为：CuH，故答案为：CuH；
B．（1）根据方程式知，饮料瓶碎片逐渐和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，所以看到的现象是固体溶解，有气泡产生，故答案为：固体溶解，有气泡产生；
（2）乙二醇熔沸点较低，减压蒸馏，有利于乙二醇分离，故答案为：乙二醇；
（3）抽滤需要用到的主要仪器有布氏漏斗和吸滤瓶，故答案为：布氏漏斗、吸滤瓶；
（4）沸石的作用是防止液体剧烈沸腾，溅出液体而产生安全事故，所以加入沸石的目的是防止暴沸，故答案为：防止暴沸；
（5）对苯二甲酸钠和盐酸能反应生成对苯二甲酸，从而实现实验目的，故答案为：将对苯二甲酸钠转化为对苯二甲酸；
（6）丙酮具有挥发性，便于干燥，故答案为：便于干燥．

点评：本题考查物质结构和性质及制备实验方案的设计，注意物质结构和性质中第一电离能变化趋势及异常现象，为易错点．