题目列表(包括答案和解析)
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:
晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/(kJ·mol-1) | 786 | 715 | 3 401 |
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 ▲ 。
④SO42-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:Fe3+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。
【化学--选修3物质结构与性质】(15分)
铜、铁都是日常生活中常见的金属,它们的单质及其化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛用途。
请回答以下问题:
(1)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等,其制备方法如下:
①Cu2+的价电子排布图 ; NH4CuSO3中N、O、S三种元素的第一电离能由大到小顺序为_______________________(填元素符号)。
②的空间构型为_____________,离子中心原子的杂化方式为 。
(2)请写出向Cu(NH3)4SO4水溶液中通入SO2时发生反应的离子方程式: 。
(3)某学生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀,继续加入过量氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。
①下列说法正确的是
a.氨气极易溶于水,是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键
b.NH3分子和H2O分子,分子空间构型不同,氨气分子的键角小于水分子的键角
c.Cu(NH3)4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d.Cu(NH3)4SO4组成元素中电负性最大的是氮元素
②请解释加入乙醇后析出晶体的原因 .
(4)Cu晶体的堆积方式如图所示,设Cu原子半径为r,
晶体中Cu原子的配位数为_______,晶体的空间利用率
为 ( ,列式并计算结果)。
下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑨在表中的位置,
回答下列问题:
族 周期 | IA | | 0 | |||||
1 | ① | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | |
2 | | | | ② | ③ | ④ | | |
3 | ⑤ | ⑨ | ⑥ | ⑦ | | | ⑧ | |
下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑨在表中的位置,
回答下列问题:
族 周期 | IA | 0 | ||||||
1 | ① | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | |
2 | ② | ③ | ④ | |||||
3 | ⑤ | ⑨ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
(1)由①、②两种元素组成的相对分子质量为28的有机物的空间构型是 ,
该物质与溴水发生加成反应的化学方程式是 。
(2)用电子式表示④的简单氢化物的形成过程如下: ;
(3) 请设计实验比较元素⑥与⑨金属性的相对强弱: _;
(4) 用①元素的单质与④元素的单质可以制成电池,电池中装有KOH浓溶液,将多孔的惰性电极甲和乙浸入KOH溶液中,在甲极通入①的单质,乙极通入④的单质,则甲极的电极反应式为: 。
(5)由表中①、③、④、⑥、⑧元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为 ,工业上常用单质⑥冶炼难熔的金属,写出氧化铁和单质⑥在高温下反应的化学方程式 。
下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑨在表中的位置,
回答下列问题:
族 周期 |
IA |
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0 |
|||||
1 |
① |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
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2 |
|
|
|
② |
③ |
④ |
|
|
3 |
⑤ |
⑨ |
⑥ |
⑦ |
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⑧ |
|
(1)由①、②两种元素组成的相对分子质量为28的有机物的空间构型是 ,
该物质与溴水发生加成反应的化学方程式是 。
(2)用电子式表示④的简单氢化物的形成过程如下: ;
(3) 请设计实验比较元素⑥与⑨金属性的相对强弱: _;
(4) 用①元素的单质与④元素的单质可以制成电池,电池中装有KOH浓溶液,将多孔的惰性电极甲和乙浸入KOH溶液中,在甲极通入①的单质,乙极通入④的单质,则甲极的电极反应式为: 。
(5)由表中①、③、④、⑥、⑧元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为 ,工业上常用单质⑥冶炼难熔的金属,写出氧化铁和单质⑥在高温下反应的化学方程式 。
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