Question

A. 海底热液研究(图1)处于当今科研的前沿。海底热液活动区域“黑烟囱”的周围常存在FeS、黄铜矿及锌矿等矿物。

(1) Ni^2＋的核外电子排布式是____________________。

(2) 分析下表，铜的第一电离能(I₁)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I₂)却大于锌的第二电离能，基主要原因是　。

　　

电离能/kJ·mol－1	I1	I2
铜	746	1958
锌	906	1733

 

(3) 下列说法正确的是________。

A. 电负性：N＞O＞S＞C　　　　　　　　B. CO₂与COS(硫化羰)互为等电子体

C. NH₃分子中氮原子采用sp³杂化  D. CO、H₂S、HCN都是极性分子

(4) “酸性热液”中大量存在一价阳离子，结构如图2，它的化学式为________________。

(5) FeS与NaCl均为离子晶体，晶胞相似，前者熔点为985℃，后者801℃，其原因是____________________________________________。在FeS晶胞中，与Fe^2＋距离相等且最近的S^2－围成的多面体的空间构型为________________。

B. 制备KNO₃晶体的实质是利用结晶和重结晶法对KNO₃和NaCl的混合物进行分离。下面是某化学兴趣小组的活动记录：

 

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

查阅资料：文献中查得，四种盐在不同温度下的溶解度(S/g)如下表：

实验方案：

Ⅰ. 溶解：称取29.8g KCl和34.0g NaNO₃放入250mL烧杯中，再加入70.0g蒸馏水，加热并搅拌，使固体全部溶解。

Ⅱ. 蒸发结晶：继续加热和搅拌，将溶液蒸发浓缩。在100℃时蒸发掉50.0g 水，维持该温度，在保温漏斗(如图所示)中趁热过滤析出的晶体。得晶体m₁g。

Ⅲ. 冷却结晶：待溶液冷却至室温(实验时室温为10℃)后，进行减压过滤。得KNO₃粗产品m₂g。

Ⅳ. 重结晶：将粗产品全部溶于水，制成100℃的饱和溶液，冷却至室温后抽滤。得KNO₃纯品。

假定：① 盐类共存时不影响各自的溶解度；② 各种过滤操作过程中，溶剂的损耗忽略不计。试回答有关问题：

(1) 操作Ⅱ中趁热过滤的目的是　。

(2) 若操作Ⅱ中承接滤液的烧杯中不加入蒸馏水，则理论上在操作Ⅲ中可得粗产品的质量m₂＝______g，其中混有NaCl______g。为防止NaCl混入，在操作Ⅱ中承接滤液的烧杯中至少应加入蒸馏水______g。

(3) 操作Ⅲ中采用减压过滤，其优点是______________________________________。该小组同学所用的装置如右图所示，试写出该装置中主要用到的玻璃仪器的名称：________________。若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是______________________________________。

 

Answer 1

A(1) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸或[Ar]3d⁸

(2) Cu失去一个电子成为Cu^＋，核外电子排布从[Ar]3d¹⁰4s¹变为[Ar]3d¹⁰能量较低的稳定结构，而Zn核外电子排布为[Ar]3d¹⁰4s²较稳定，所以Cu第一电离能较Zn小，第二电离能相对较大

(3) BCD　(4) H₁₁O

(5) FeS晶体的晶格能比NaCl晶体晶格能大　正八面体

B(1) 防止降温时析出KNO₃而降低产率

(2) 36.9　0.68　1.90

(3) 可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀　吸滤瓶、安全瓶、抽气泵　打开旋塞K

解析:略