Question

本題包括A、B兩小題，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)選修模塊的內(nèi)容．請(qǐng)選定其中一題，并在相應(yīng)和答題區(qū)域內(nèi)作答．若兩題都做，則按A題評(píng)分．

A．海底熱液研究（圖1）處于當(dāng)今科研的前沿．海底熱液活動(dòng)區(qū)域“黑煙囪”的周圍常存在FeS、黃銅礦及鋅礦等礦物．
（1）Ni²⁺的核外電子排布式是

 

．
（2）分析下表，銅的第一電離能（I₁）小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能（I₂）卻大于鋅的第二電離能，基主要原因是

 

．

電離能/kJ?mol-1	I1	I2
銅	746	1958
鋅	906	1733

（3）下列說(shuō)法正確的是

 

．
A．電負(fù)性：N＞O＞S＞C　　　　　　　　B．CO₂與COS（硫化羰）互為等電子體
C．NH₃分子中氮原子采用sp³雜化  D．CO、H₂S、HCN都是極性分子
（4）“酸性熱液”中大量存在一價(jià)陽(yáng)離子，結(jié)構(gòu)如圖2，它的化學(xué)式為

 

．
（5）FeS與NaCl均為離子晶體，晶胞相似，前者熔點(diǎn)為985℃，后者801℃，其原因是

 

．在FeS晶胞中，與Fe²⁺距離相等且最近的S^2-圍成的多面體的空間構(gòu)型為

 

．
B．制備KNO₃晶體的實(shí)質(zhì)是利用結(jié)晶和重結(jié)晶法對(duì)KNO₃和NaCl的混合物進(jìn)行分離．下面是某化學(xué)興趣小組的活動(dòng)記錄：

	NaNO3	KNO3	NaCl	KCl
10℃	80.5	20.9	35.7	31.0
100℃	175	246	39.1	56.6

查閱資料：文獻(xiàn)中查得，四種鹽在不同溫度下的溶解度（S/g）如下表：
實(shí)驗(yàn)方案：
Ⅰ．溶解：稱取29.8g KCl和34.0g NaNO₃放入250mL燒杯中，再加入70.0g蒸餾水，加熱并攪拌，使固體全部溶解．
Ⅱ．蒸發(fā)結(jié)晶：繼續(xù)加熱和攪拌，將溶液蒸發(fā)濃縮．在100℃時(shí)蒸發(fā)掉50.0g 水，維持該溫度，在保溫漏斗（如圖3所示）中趁熱過(guò)濾析出的晶體．得晶體m₁g．
Ⅲ．冷卻結(jié)晶：待溶液冷卻至室溫（實(shí)驗(yàn)時(shí)室溫為10℃）后，進(jìn)行減壓過(guò)濾．得KNO₃粗產(chǎn)品m₂g．
Ⅳ．重結(jié)晶：將粗產(chǎn)品全部溶于水，制成100℃的飽和溶液，冷卻至室溫后抽濾．得KNO₃純品．
假定：①鹽類共存時(shí)不影響各自的溶解度；②各種過(guò)濾操作過(guò)程中，溶劑的損耗忽略不計(jì)．試回答有關(guān)問(wèn)題：
（1）操作Ⅱ中趁熱過(guò)濾的目的是．
（2）若操作Ⅱ中承接濾液的燒杯中不加入蒸餾水，則理論上在操作Ⅲ中可得粗產(chǎn)品的質(zhì)量m₂=

 

g，其中混有NaCl

 

g．為防止NaCl混入，在操作Ⅱ中承接濾液的燒杯中至少應(yīng)加入蒸餾水

 

g．
（3）操作Ⅲ中采用減壓過(guò)濾，其優(yōu)點(diǎn)是

 

．該小組同學(xué)所用的裝置如圖4所示，試寫出該裝置中主要用到的玻璃儀器的名稱：

 

．若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，應(yīng)采取的措施是

 

．

Answer 1

分析：A（1）鎳屬于28號(hào)元素，二價(jià)鎳離子是鎳原子失去2個(gè)電子得到的，根據(jù)構(gòu)造原理可以寫出該離子的核外電子排布式，注意原子失去電子是從外向內(nèi)失；
（2）根據(jù)其結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定判斷；
（3）A、根據(jù)元素周期律判斷元素的電負(fù)性，同一周期，原子序數(shù)越大，電負(fù)性越大；同一主族，原子序數(shù)越大，電負(fù)性越小．
B、等電子體含有相同的原子和價(jià)電子數(shù)．
C、根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)判斷雜化方式．
D、根據(jù)共價(jià)化合物結(jié)構(gòu)判斷分子的類型．
（4）根據(jù)圖片結(jié)合題意寫出其化學(xué)式．
（5）離子晶體中晶格能越大其熔點(diǎn)越高，晶格能與電荷有關(guān)，電荷越大晶格能越大．；根據(jù)氯化鈉的晶胞判斷．
B（1）根據(jù)不同溫度硝酸鉀的溶解度不同分析，溫度較低時(shí)，硝酸鉀因溶解度變小而析出．
（2）先根據(jù)氯化鉀和硝酸鈉的質(zhì)量計(jì)算其物質(zhì)的量，把氯化鉀和硝酸鈉的混合溶液看成氯化鈉和硝酸鉀的混合溶液；根據(jù)100℃時(shí)，氯化鈉和硝酸鉀的溶解度判斷是否析出氯化鈉和硝酸鉀及析出的固體質(zhì)量；再根據(jù)10℃時(shí)氯化鈉和硝酸鉀的溶解度判斷是否有固體析出及析出的固體質(zhì)量．
（3）減壓的操作優(yōu)點(diǎn)是：可加快過(guò)濾速度，并能得到較干燥的沉淀；根據(jù)圖片判斷所用儀器；若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，應(yīng)采取的措施是打開旋塞K．

解答：解：（1）鎳屬于28號(hào)元素，鎳原子核外有28個(gè)電子，二價(jià)鎳離子是鎳原子失去2個(gè)電子得到的，根據(jù)構(gòu)造原理可以寫出該離子的核外電子排布式，Ni²⁺的核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d ⁸．
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸或[Ar]3d⁸．
（2）Cu失去一個(gè)電子成為Cu⁺，核外電子排布從[Ar]3d¹⁰4s¹變?yōu)閇Ar]3d¹⁰能量較低的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而Zn核外電子排布為[Ar]3d¹⁰4s²較穩(wěn)定，所以Cu第一電離能較Zn小，第二電離能相對(duì)較大．
故答案為：Cu失去一個(gè)電子成為Cu⁺，核外電子排布從[Ar]3d¹⁰4s¹變?yōu)閇Ar]3d¹⁰能量較低的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而Zn核外電子排布為[Ar]3d¹⁰4s²較穩(wěn)定，所以Cu第一電離能較Zn小，第二電離能相對(duì)較大．
（3）A、同一周期，原子序數(shù)越大，電負(fù)性越大；同一主族，原子序數(shù)越大，電負(fù)性越小，所以電負(fù)性大小為
O＞N＞S＞C，故A錯(cuò)誤．
B、CO₂與COS（硫化羰）中原子個(gè)數(shù)相等，氧和硫的價(jià)電子數(shù)相等都是6，所以互為等電子體，故B正確．
C、NH₃分子中氮原子采用sp³雜化，構(gòu)型是三角錐形，故C正確．
D、CO、H₂S、HCN都不是對(duì)稱型結(jié)構(gòu)，所以都是極性分子，故D正確．
故選：BCD．
（4）根據(jù)圖片知，該離子中含有11個(gè)氫原子，5個(gè)氧原子，且是帶一個(gè)單位正電荷的離子，所以該離子為H₁₁O₅⁺．
故答案為：H₁₁O₅⁺．
（5）FeS所帶的電荷比氯化鈉的多，所以FeS晶體的晶格能比NaCl晶體晶格能大，所以FeS晶體的熔點(diǎn)比NaCl晶體的大；根據(jù)氯化鈉的判斷知其為正八面體．
故答案為：FeS晶體的晶格能比NaCl晶體晶格能大；正八面體．
B、（1）溫度較低時(shí)，硝酸鉀因溶解度變小而析出，為防止降溫時(shí)析出硝酸鉀而降低產(chǎn)率，所以要趁熱過(guò)濾．
故答案為：防止降溫時(shí)析出硝酸鉀而降低產(chǎn)率．
（2）①29.8g KCl的物質(zhì)的量=

29.8g

74.5g/mol

=0.4mol；34.0g NaNO₃的物質(zhì)的量=

34.0g

85g/mol

=0.4mol
氯化鉀和硝酸鈉不反應(yīng)，所以氯化鉀和硝酸鈉的混合溶液可看作是氯化鈉和硝酸鉀的混合溶液，硝酸鉀和氯化鈉的物質(zhì)的量還是0.4mol，硝酸鉀的質(zhì)量為40.4g，氯化鈉的質(zhì)量為23.4g．
100℃時(shí)，20g水中溶有氯化鈉的質(zhì)量為39.1g×

1

5

=7.82g＜23.4g，所以析出氯化鈉的質(zhì)量=23.4g-7.82g=15.58g；
20g水中溶有硝酸鉀的質(zhì)量為246g×

1

5

=49.2g＞40.4g，所以硝酸鉀形成的是不飽和溶液，溶液析出的固體全部是氯化鈉，即m₁g=15.58g．
②10℃時(shí)，20g水中溶有氯化鈉的質(zhì)量為35.7g×

1

5

=7.14g，所以析出氯化鈉的質(zhì)量為7.82g-7.14g=0.68g；
20g水中溶有硝酸鉀的質(zhì)量為20.9g×

1

5

=4.18g＜40.4g，所以析出硝酸鉀的質(zhì)量為40.4g-4.18g=36.22g；
所以析出固體的總質(zhì)量為0.68g+36.22g=36.9g．
10℃時(shí)，設(shè)0.68g氯化鈉溶于水得到飽和溶液所需要水的質(zhì)量為x．

0.68

x

=

35.7

100

x=1.9g．
故答案為：36.9，0.68，1.90．
（3）減壓的操作優(yōu)點(diǎn)是：可加快過(guò)濾速度，并能得到較干燥的沉淀；
根據(jù)圖片知，所用玻璃儀器為吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵；若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，應(yīng)采取的措施是打開旋塞K．
故答案為：加快過(guò)濾速度，并能得到較干燥的沉淀；吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵；打開旋塞K．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原子核外電子排布、電負(fù)性、晶格能、物質(zhì)的分離和提純等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，難度較大，做題時(shí)注意電子排布式的書寫方法，注意由原子失去電子生成離子時(shí)核外電子的失去先后順序?yàn)椋河赏庀騼?nèi)失去電子，不是根據(jù)能量失去電子．