選做題

本題有A、B兩題，分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修課程模塊的內(nèi)容，每題12分。請(qǐng)選擇其中一題作答，若兩題都作答，則以A題得分計(jì)入總分。

20A．過渡元素在生活、生產(chǎn)和科技等方面有廣泛的用途。

  （1）應(yīng)用于合成氨反應(yīng)的催化劑（鐵）的表面上存在氮原子，右圖為氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖(圖中小黑色球代表氮原子，灰色球代表鐵原子）。則圖示鐵顆粒表面上氮原子與鐵原子的個(gè)數(shù)比為       。

 

 

 

 

 

  （2）現(xiàn)代污水處理工藝中常利用聚合鐵{簡稱PFS，化學(xué)式為：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水體中形成絮狀物，以吸附重金屬離子。下列說法中不正確的是     。（填序號(hào)）  

    A．PFS中鐵顯+3價(jià)          

    B．鐵原子的價(jià)電子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程

    D．由下表可知?dú)鈶B(tài)Fe²⁺再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Mn²⁺再失去一個(gè)電子難

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

 

 

 

 

 

  （3）鉻的配合物在藥物應(yīng)用、設(shè)計(jì)合成新磁材料領(lǐng)域和聚乙烯催化劑方面都有重要應(yīng)用。現(xiàn)有鉻（Ⅲ）與甲基丙烯酸根的配合物為：

 

①該化合物中存在的化學(xué)鍵類型有                                    。

②該化合物中一個(gè)Cr的配位數(shù)為       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的雜化方式有              。

④等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子，與H₂O分子互為等電子體的微粒是    。（填一種即可）

⑤與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素是

____  。（填元素符號(hào)）

20B．阿斯匹林(乙酰水楊酸）是由水楊酸和乙酸酐合成的：

在生成乙酰水楊酸的同時(shí)，水楊酸分子之間也能發(fā)生聚合反應(yīng)，生成少量聚合物(副產(chǎn)物）。合成乙酰水楊酸的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

 

①向150mL干燥錐形瓶中加入2 g水楊酸、5 mL乙酸酐和5滴濃硫酸，振蕩，待其溶解后，控制溫度在85℃～90℃條件下反應(yīng)5～10 min，然后冷卻，即有乙酰水楊酸晶體析出。

②減壓過濾，用濾液淋洗錐形瓶，直至所有晶體收集到布氏漏斗中。抽濾時(shí)用少量冷水洗滌晶體幾次，繼續(xù)抽濾，盡量將溶劑抽干。然后將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至表面皿上，在空氣中風(fēng)干。

③將粗產(chǎn)品置于100 mL燒杯中，攪拌并緩慢加入25 mL飽和碳酸氫鈉溶液，加完后繼續(xù)攪拌2～3 min，直到?jīng)]有二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生為止。過濾，用5～10 mL蒸餾水洗滌沉淀。合并濾液于燒杯中，不斷攪拌，慢慢加入15 mL 4mol / L鹽酸，將燒杯置于冰水中冷卻，即有晶體析出。抽濾，用冷水洗滌晶體1～2次，再抽干水分，即得產(chǎn)品。

  （1）第①步中，要控制溫度在85℃～90℃，應(yīng)采用的加熱方法是   ，用這種方法加熱需要的玻璃儀器有     。

  （2）在第②步中，用冷水洗滌晶體，其目的是    、   。

  （3）在第③步中，加入飽和碳酸氫鈉溶液的作用是    ，加入鹽酸的作用是    。

  （4）如何檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否混有水楊酸？       。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 選做題

本題有A、B兩題，分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修課程模塊的內(nèi)容，每題12分。請(qǐng)選擇其中一題作答，若兩題都作答，則以A題得分計(jì)入總分。

20A．過渡元素在生活、生產(chǎn)和科技等方面有廣泛的用途。

   （1）應(yīng)用于合成氨反應(yīng)的催化劑（鐵）的表面上存在氮原子，右圖為氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖(圖中小黑色球代表氮原子，灰色球代表鐵原子）。則圖示鐵顆粒表面上氮原子與鐵原子的個(gè)數(shù)比為       。

 

 

 

 

 

   （2）現(xiàn)代污水處理工藝中常利用聚合鐵{簡稱PFS，化學(xué)式為：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水體中形成絮狀物，以吸附重金屬離子。下列說法中不正確的是     。（填序號(hào)）  

    A．PFS中鐵顯+3價(jià)          

    B．鐵原子的價(jià)電子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程

    D．由下表可知?dú)鈶B(tài)Fe²⁺再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Mn²⁺再失去一個(gè)電子難

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

 

 

 

 

 

   （3）鉻的配合物在藥物應(yīng)用、設(shè)計(jì)合成新磁材料領(lǐng)域和聚乙烯催化劑方面都有重要應(yīng)用�，F(xiàn)有鉻（Ⅲ）與甲基丙烯酸根的配合物為：

 

①該化合物中存在的化學(xué)鍵類型有                                     。

②該化合物中一個(gè)Cr的配位數(shù)為       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的雜化方式有              。

④等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子，與H₂O分子互為等電子體的微粒是    。（填一種即可）

⑤與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素是

____   。（填元素符號(hào)）

20B．阿斯匹林(乙酰水楊酸）是由水楊酸和乙酸酐合成的：

在生成乙酰水楊酸的同時(shí)，水楊酸分子之間也能發(fā)生聚合反應(yīng)，生成少量聚合物(副產(chǎn)物）。合成乙酰水楊酸的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

 

①向150 mL干燥錐形瓶中加入2 g水楊酸、5 mL乙酸酐和5滴濃硫酸，振蕩，待其溶解后，控制溫度在85℃～90℃條件下反應(yīng)5～10 min，然后冷卻，即有乙酰水楊酸晶體析出。

②減壓過濾，用濾液淋洗錐形瓶，直至所有晶體收集到布氏漏斗中。抽濾時(shí)用少量冷水洗滌晶體幾次，繼續(xù)抽濾，盡量將溶劑抽干。然后將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至表面皿上，在空氣中風(fēng)干。

③將粗產(chǎn)品置于100 mL燒杯中，攪拌并緩慢加入25 mL飽和碳酸氫鈉溶液，加完后繼續(xù)攪拌2～3 min，直到?jīng)]有二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生為止。過濾，用5～10 mL蒸餾水洗滌沉淀。合并濾液于燒杯中，不斷攪拌，慢慢加入15 mL 4mol / L鹽酸，將燒杯置于冰水中冷卻，即有晶體析出。抽濾，用冷水洗滌晶體1～2次，再抽干水分，即得產(chǎn)品。

   （1）第①步中，要控制溫度在85℃～90℃，應(yīng)采用的加熱方法是    ，用這種方法加熱需要的玻璃儀器有     。

   （2）在第②步中，用冷水洗滌晶體，其目的是    、    。

   （3）在第③步中，加入飽和碳酸氫鈉溶液的作用是     ，加入鹽酸的作用是    。

   （4）如何檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否混有水楊酸？       。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（圖中a、b、c表示止水夾）。

請(qǐng)按要求填空：

（1）利用B裝置可制取的氣體有                 （填2種）。

A、C、E相連后的裝置可用于制取Cl₂并進(jìn)行相關(guān)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。

若在丙中加入適量水，即可制得氯水。將所得氯水分成兩份，進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象結(jié)論如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	結(jié)論
Ⅰ	將氯水滴入品紅溶液	溶液褪色	氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物有漂白性
Ⅱ	氯水中加入 NaHCO3粉末	有無色氣泡產(chǎn)生	氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物具有較強(qiáng)的酸性

 

 

 

 

 

（2）請(qǐng)你評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ的結(jié)論是否合理？若不合理，請(qǐng)說明理由。                 

                                                                        。

（3）請(qǐng)利用上述A、C裝置設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證Cl₂和Br₂的氧化性強(qiáng)弱（分別指出甲、乙、丙中盛裝的試劑、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論）                                       

                                                                       。

B、D、E裝置相連后，在B中盛裝足量濃硝酸和銅片（放在有孔塑料板上），可制得NO₂并進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。

（4）B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                               。

（5）欲用D裝置驗(yàn)證NO₂與水的反應(yīng)，其操作步驟為：先關(guān)閉止水夾      ，再打開止水夾      ，使燒杯中的水進(jìn)入試管丁的操作是                                  

                                                               。

（6）試管丁中的NO₂與一定量的O₂混合后倒插水中，試管9/10充滿水，則原試管丁中的混合氣體的平均分子量可能為                     。（保留二位小數(shù)）

 

（10分，每空2分）甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用KMnO₄酸性溶液與H₂C₂O₄溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素。

（1）該反應(yīng)的離子方程式為（提示：H₂C₂O₄的一級(jí)電離平衡常數(shù)為5.4×10^-2）

                                                                          。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下（實(shí)驗(yàn)中所用KMnO₄溶液均已加入H₂SO₄）：

（2）甲組：通過測定單位時(shí)間內(nèi)生成CO₂氣體體積的大小來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)分液漏斗中A溶液一次性放下，A、B的成分見下表：

序號(hào)	A溶液	B溶液
①	2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液	4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液
②	2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液	4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液
③	2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液	4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4

該實(shí)驗(yàn)探究的是             對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。在反應(yīng)停止之前，相同時(shí)間內(nèi)針管中所得CO₂的體積由大到小的順序是                (用實(shí)驗(yàn)序號(hào)填空)。

（3）乙組：通過測定KMnO₄溶液褪色所需時(shí)間的多少來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小。

取兩支試管各加入2 mL 0.1 mol/L H₂C₂O₄溶液，另取兩支試管各加入4 mL 0.1 mol/L KMnO4溶液。將四支試管分成兩組（各有一支盛有H₂C₂O₄溶液和KMnO₄溶液的試管），一組放入冷水中，另一組放入熱水中，經(jīng)過一段時(shí)間后，分別混合并振蕩，記錄溶液褪色所需時(shí)間。該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯?u>               對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，但該組同學(xué)始終沒有看到溶液褪色，其原因是                                             。