选做题

从以下两道题中任选一道做。

1.光催化制氢是化学研究的热点之一。科学家利用含有吡啶环（吡啶的结构式为，其性质类似于苯）的化合物Ⅱ作为中间体，实现了循环法制氢，示意图如下（仅列出部分反应条件）：

（1）化合物Ⅱ的分子式为________________________________________。

（2）化合物Ⅰ合成方法如下（反应条件略，除化合物Ⅲ的结构未标明外，反应式已配平）：

化合物Ⅲ的名称是_______________________。

（3）用化合物Ⅴ（结构式见下图）代替Ⅲ作原料，也能进行类似的上述反应，所得有机产物的结构式为____________________。

（4）下列说法正确的是________________（填字母）。

A.化合物Ⅴ的名称是间羟基苯甲醛，或2羟基苯甲醛

B.化合物Ⅰ具有还原性；Ⅱ具有氧化性，但能被酸性高锰酸钾溶液氧化

C.化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ都可发生水解反应

D.化合物Ⅴ遇三氯化铁显色，还可发生氧化反应，但不能发生还原反应

（5）吡啶甲酸酯可作为金属离子的萃取剂。2吡啶甲酸正丁酯（Ⅵ）的结构式见下图，其合成原料2吡啶甲酸的结构式为__________________；Ⅵ的同分异构体中，吡啶环上只有一个氢原子被取代的吡啶甲酸酯类同分异构体有____________________种。

Ⅵ

2.铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。

（1）Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu²⁺的核外电子排布式为_____________________。

（2）下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________。

（3）胆矾CuSO₄·5H₂O可写成［Cu（H₂O）₄］SO₄·H₂O，其结构示意图如下：

下列说法正确的是_________________（填字母）。

A.在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp³杂化

B.在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键

C.胆矾是分子晶体，分子间存在氢键

D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去

（4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成［Cu（NH₃）₄］²⁺配离子。已知NF₃与NH₃的空间构型都是三角锥形，但NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是_____________________。

（5）Cu₂O的熔点比Cu₂S的______________（填“高”或“低”），请解释原因____________________________。

@@1. （1）C₁₁H₁₃NO₄ （2）甲醛

（3）

（4）BC

（5） 12

（12分）元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。

⑴第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。

①CO可以和很多过渡金属形成配合物，如羰基铁［Fe(CO)₅］、羰基镍［Ni(CO)₄］。CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO的结构式为               ，与CO互为等电子体的离子为 　       （填化学式）。

②金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成液态Ni(CO)₄分子。423K时，Ni(CO)₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测Ni(CO)₄易溶于下列             。

a．水      b．四氯化碳       c．苯       d．硫酸镍溶液

⑵第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的。镓的基态原子的电子排布式是                     ，Ga的第一电离能却明显低于Zn，原因是                                                                       。

⑶用价层电子对互斥理论预测H₂Se和BBr₃的立体结构，两个结论都正确的是          。

a．直线形；三角锥形        b．V形；三角锥形

c．直线形；平面三角形     d．V形；平面三角形

⑷Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。

①Fe(CO)₅常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)₅晶体属于                       （填晶体类型）。

②CuSO₄·5H₂O（胆矾）中含有水合铜离子因而呈蓝色，写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来）                                 。

（12分）元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。
⑴第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
①CO可以和很多过渡金属形成配合物，如羰基铁［Fe(CO)₅］、羰基镍［Ni(CO)₄］。CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO的结构式为              ，与CO互为等电子体的离子为　      （填化学式）。
②金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成液态Ni(CO)₄分子。423K时，Ni(CO)₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测Ni(CO)₄易溶于下列            。
a．水      b．四氯化碳      c．苯      d．硫酸镍溶液
⑵第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的。镓的基态原子的电子排布式是                    ，Ga的第一电离能却明显低于Zn，原因是                                                                      。
⑶用价层电子对互斥理论预测H₂Se和BBr₃的立体结构，两个结论都正确的是         。
a．直线形；三角锥形       b．V形；三角锥形
c．直线形；平面三角形     d．V形；平面三角形
⑷Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。
①Fe(CO)₅常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)₅晶体属于                       （填晶体类型）。
②CuSO₄·5H₂O（胆矾）中含有水合铜离子因而呈蓝色，写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来）                                 。

（12分）元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同。

⑴第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。

①CO可以和很多过渡金属形成配合物，如羰基铁［Fe(CO)₅］、羰基镍［Ni(CO)₄］。CO分子中C原子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO的结构式为               ，与CO互为等电子体的离子为 　       （填化学式）。

②金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成液态Ni(CO)₄分子。423K时，Ni(CO)₄分解为Ni和CO，从而制得高纯度的Ni粉。试推测Ni(CO)₄易溶于下列             。

a．水       b．四氯化碳       c．苯       d．硫酸镍溶液

⑵第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的。镓的基态原子的电子排布式是                     ，Ga的第一电离能却明显低于Zn，原因是                                                                       。

⑶用价层电子对互斥理论预测H₂Se和BBr₃的立体结构，两个结论都正确的是          。

a．直线形；三角锥形        b．V形；三角锥形

c．直线形；平面三角形      d．V形；平面三角形

⑷Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。

①Fe(CO)₅常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)₅晶体属于                        （填晶体类型）。

②CuSO₄·5H₂O（胆矾）中含有水合铜离子因而呈蓝色，写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来）                                  。

下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，请你选择其中一题作答，如果两题全做，则按A题评分。

A．（12分）【物质结构与性质】

1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。

⑴科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体晶格能数据如下表：

4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是  ▲  。

⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式  ▲  ；金属铜采用下列  ▲  （填字母代号）堆积方式。

                A              B             C              D

②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来）  ▲  。

③水分子间存在氢键，请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响  ▲  。

④SO₄^2－的空间构型是  ▲  。

B．（12分）【实验化学】

硫酸亚铁铵的化学式为(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O，又名莫尔盐，是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。

步骤一：铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na₂CO₃溶液，加热，过滤、洗涤、干燥、称量，质量记为m₁。

步骤二：FeSO₄的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H₂SO₄中，充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重，质量记为m₂。

步骤三：硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH₄)₂SO₄加入“步骤二”中的蒸发皿中，缓缓加热一段时间后停止，冷却，待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥，称量所得晶体质量。

步骤四：用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。

回答下列问题：

⑴步骤三中称取的(NH₄)₂SO₄质量为  ▲  。

⑵①铁屑用Na₂CO₃溶液处理的目的是  ▲  。制备FeSO₄溶液时，用右图装置趁热过滤，原因是  ▲  。

②将(NH₄)₂SO₄与FeSO₄混合后加热、浓缩，停止加热的时机是  ▲  。

③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为：Fe^3＋标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外，还应注意的问题是  ▲  。

④该实验最终通过  ▲  确定硫酸亚铁铵产品等级。