Question

【题目】（选做题）本题包括A、B两小题。请选定其中一个小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A小题评分。

A．[物质结构与性质]

钴的合金及其配合物用途非常广泛。

(1)Co3+基态核外电子排布式为_____。

(2)一种Pt、Co金属间化合物可作为质子交换膜燃料电池的催化剂，其晶胞结构如图所示，该金属间化合物的化学式为_____。

(3)BNCP可用于激光起爆器等，BNCP可由HClO4、CTCN、NaNT共反应制备。

①ClO4－的空间构型为_____(用文字描述)。

②CTCN的化学式为[Co(NH3)4CO3]NO3，与Co(Ⅲ)形成配位键的原子是_____(已知CO32—的结构式为： )。

③NaNT可由(双聚氰胺)为原料制备。双聚氰胺中碳原子杂化轨道类型为_____，1mol该分子中含键的数目为_____。

B．[实验化学]

EDTA(乙二胺四乙酸)是螯合剂的代表物(沸点为116~117.2℃)，可用于制备EDTAFeNa·3H2O等。实验室制备EDTA的实验步骤如下：

步骤1：在三口烧瓶中加入22.5gClCH2COOH、45mLH2O搅拌至溶解；在不断搅拌下，将含22gNaOH、60mLH2O、6.6g H2NCH2CH2NH2的盐酸盐所配成的溶液，从滴液漏斗中不断滴加到三口烧瓶中。

步骤2：加料完毕后，升温到102～106℃并保温，调节并保持 pH约为9，搅拌2h。

步骤3：加入活性炭，搅拌、静置、过滤。

步骤4：滤液用盐酸酸化至pH=1，放置、结晶、过滤、洗涤、干燥，制得EDTA。

(1)图中冷凝管装置的作用是_____，水从接口_____(填标号)通入。

(2)步骤3中加入活性炭的目的是_____；测定溶液pH的方法是_____。

(3)步骤4中“洗涤”时，能说明已洗涤完全的方法是_____。

(4)请补充完整由EDTA、NaHCO3、FeCl3·6H2O为原料制备EDTAFeNa·3H2O的实验方案(已知EDTANa4+FeCl3EDTAFeNa + 3NaCl)：向250mL烧杯中依次加入160mL蒸馏水、23gEDTA，搅拌至完全溶解，_____，再分次加入21.6g FeCl3·6H2O，保温20min，调pH小于5，冷却、抽滤、洗涤、干燥得EDTAFeNa·3H2O(实验中须使用的试剂为：NaHCO3，用量为26.8g)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 Pt3Co 正四面体 N和O sp和sp2 9NA 冷凝回流水和EDTA B 脱色 用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，半分钟内与标准比色卡比较 取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全 将溶液加热到80℃并保温，分次加入26.8gNaHCO3，搅拌至溶液中无气泡

【解析】

A.（1）Co位于第四周期第VIII族，Co3＋核外电子排布式为 [Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 ；

（2）Co位于晶胞的顶点，个数为8×1/8=1，Pt位于晶胞的面心，个数为6×1/2=3，因此化学式为Pt3Co；

（3）①ClO4－中心原子Cl有4个σ键，孤电子对数为(7＋1－4×2)/2=0，价层电子对数为4，ClO4－的空间构型为正四面体形；

②构成配位键，和中心原子提供空轨道，配原子提供孤电子对，根据CTCN的化学式，以及CO32－的结构式，与Co（III）形成配位键的原子是N和O；

③前一个C原子，有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2，后一个碳原子有2个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp；成键原子之间只能形成一个σ键，即1mol该分子中含有σ键物质的量为9mol，个数为9NA。

B.（1）冷凝管的作用是冷凝回流水和EDTA；冷凝水进水方向一般是下进上出，即从接口B处通入；

（2）活性炭具有吸附性，能吸附有色物质，即加入活性炭的目的是脱色；测定溶液pH的方法是用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，半分钟内与标准比色卡比较；

（3）EDTA表面含有Cl－，因此检验已洗涤完全的方法是检验Cl－是否存在，具体操作是取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全；

（4）根据反应方程式，温度在80℃时发生反应，根据所给原料以及后续实验，操作是将溶液加热到80℃并保温，分次加入26.8gNaHCO3，搅拌至溶液中无气泡；