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。
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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。
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NaCl晶体结构示意图
图1-1-1
(1)将固体NaCl细粒干燥后,准确称取m g NaCl固体并转移到定容仪器A中;
(2)用滴定管向A仪器中加苯,不断振荡,继续加苯至A仪器的刻度,计算出NaCl固体的体积V cm3。
请回答下列问题:
①步骤(1)中A仪器最好使用__________ (填序号)。
A.量筒 B.烧杯 C.容量瓶 D.试管
②步骤(2)中用酸式滴定管还是用碱式滴定管__________,理由是____________________。
③能否用水代替苯__________,理由是___________________________________________。
④已知NaCl晶体中,靠得最近的Na+与Cl-间的平均距离为a cm(如图1-1-1),用上述测定方法测得的阿伏加德罗常数NA的表达式为_________________________________________。
(3)另一种方法是电解法,方法是:用铂电极电解CuCl2溶液时,当电流为I,通电时间为t(单位:分钟)时,阴极增加的质量为m,在阳极收集到气体体积(标准状况)为V。又知1个电子的电荷量为Q,铜的摩尔质量为M,则计算阿伏加德罗常数NA的算式为( )
A.It/QV B.32It/mQ C.672It/QV D.30MIt/mQ
(4)由实验得知,用电解法将电解液中的金属离子还原为金属单质时,电极所通过的电量Q正比于金属的物质的量n和金属离子的化合价a的乘积,其比例系数F是一恒量,称为法拉第常数。它与金属的种类无关。
用电镀法在半径为R的铜球表面均匀镀上很薄的银层,在电解槽中铜球作__________极,另一电极材料是__________。若电流为I,通电时间为t,银的相对原子质量为A,金属银的密度为ρ,求镀层的厚度d(用本题中的符号表示)。
Be、Mg、Ca、Sr、Ba是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、生命科学等方面有着重要的应用。请回答下列问题:
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(1)写出Ca原子的价层电子排布式: ;
(2)①BeCl2分子中Be原子采取sp杂化成键,则其分子构型是 ,其中铍氯原子之间共价键类型是 (填序号):
a.p-pπ键 b.p-pσ键 c.s-sσ键 d.s-pσ键
②叶绿素的结构示意图如上图左所示,中心“原子”Mg和周围的氮原子之间的键型为 ;
(3)MgO晶胞如上图右所示,MgO晶体中Mg2+的配位数为 。MgO晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同,其晶格能分别为:MgO-3791kJ/mol、NaCl-786kJ/mol。导致两者晶格能差异的主要原因是 。MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl,而离子间的平均距离又小于NaCl
| 晶体 | NaCl | KCl | CaO |
| 晶格能/(kJ·mol-1) | 786 | 715 | 3 401 |
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