选做题

本题有A、B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，每题12分。请选择其中一题作答，若两题都作答，则以A题得分计入总分。

20A．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

  （1）应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为       。

 

 

 

 

 

  （2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是     。（填序号）  

    A．PFS中铁显+3价          

    B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

    D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

元素	Mn	Fe
电离能 （kJ・mol－1）	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

 

 

 

 

 

  （3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：

 

①该化合物中存在的化学键类型有                                    。

②该化合物中一个Cr的配位数为       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有              。

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是    。（填一种即可）

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____  。（填元素符号）

20B．阿斯匹林(乙酰水杨酸）是由水杨酸和乙酸酐合成的：

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物）。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：

 

①向150mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85℃～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。

  （1）第①步中，要控制温度在85℃～90℃，应采用的加热方法是   ，用这种方法加热需要的玻璃仪器有     。

  （2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是    、   。

  （3）在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是    ，加入盐酸的作用是    。

  （4）如何检验产品中是否混有水杨酸？       。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 选做题

本题有A、B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，每题12分。请选择其中一题作答，若两题都作答，则以A题得分计入总分。

20A．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

   （1）应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为       。

 

 

 

 

 

   （2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是     。（填序号）  

    A．PFS中铁显+3价          

    B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

    D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

元素	Mn	Fe
电离能 （kJ・mol－1）	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

 

 

 

 

 

   （3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：

 

①该化合物中存在的化学键类型有                                     。

②该化合物中一个Cr的配位数为       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有              。

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是    。（填一种即可）

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____   。（填元素符号）

20B．阿斯匹林(乙酰水杨酸）是由水杨酸和乙酸酐合成的：

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物）。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：

 

①向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85℃～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。

   （1）第①步中，要控制温度在85℃～90℃，应采用的加热方法是    ，用这种方法加热需要的玻璃仪器有     。

   （2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是    、    。

   （3）在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是     ，加入盐酸的作用是    。

   （4）如何检验产品中是否混有水杨酸？       。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O）有很重要的用途．可用如图流程来制备．根据题意完成下列各题：

（1）若用铁和稀硫酸制备绿矾过程中，其中______（填物质名称）往往要过量，理由是______．
（2）要从溶液中得到绿矾，必须进行的实验操作是______．（按前后顺序填）
a．过滤洗涤     b．蒸发浓缩     c．冷却结晶    d．灼烧    e．干燥
某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O）中铁元素含量，做了如下实验：
步骤1：称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250ml溶液．
步骤2：取所配溶液25.00ml于锥形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳，同时，MnO₄^-被还原成Mn²⁺．向反应后的溶液中加入一定量锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍里酸性．
步骤3：在酸性条件下，用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步骤二所得溶液至终点，共做三次实验，平均消耗KMnO₄溶液20.00ml，滴定中MnO₄^-，被还原成Mn²⁺．
（3）步骤1中，配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有______；主要操作步骤依次是：称量、溶解、转移、______、定容、摇匀．
（4）步骤2中，加入锌粉的目的是______．
（5）步骤3中，发生反应的离子方程式为：______．
（6）步骤2中，若加入的KMnO₄的溶液的量不够，则测得的铁含量______．（选填“偏低”、“偏高”、“不变”）
（7）某同学将8.74g无水三草酸合铁酸钾（K₃[Fe（C₂O₄）₃]）在一定条件下加热分解，所得固体的质量为5.42g，同时得到密度为1.647g/L（已折合成标准状况下）气体．研究固体产物得知，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃．写出该分解反应的化学方程式______．