题目内容
【题目】Fe、Cu、Cr都是第四周期过渡元素,回答下列问题。
(1)FeCl3是一种常用的净水剂,Cl元素的原子核外有___种不同运动状态的电子;有___种不同能级的电子,基态Fe3+的电子排布式为___。
(2)实验室中可用KSCN或K4[Fe(CN)6]来检验Fe3+。FeCl3与KSCN溶液混合,可得到配位数为5的配合物的化学式是___;K4[Fe(CN)6]与Fe3+反应可得到一种蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6],该物质晶胞的结构如图所示(K+未画出),则一个晶胞中的K+个数为___。
(3)Cu2+能与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配离子如图:,该配离子中含有的化学键类型有___(填字母)。
a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键
一个乙二胺分子中共有___个σ键,C原子的杂化方式为___。
(4)金属铜的晶胞为面心立方最密堆积,边长为361pm。则铜原子的直径约为___pm。
【答案】17 5 1s22s22p63s23p63d5 K2[Fe(SCN)5] 4 abd 11 sp3
【解析】
⑴每个电子的运动状态均不同,氯原子核外电子分布在1s、2s、2p、3s、3p这五个能级;铁原子失去4s能级2个电子,再失去3d能级1个电子形成Fe3+。
⑵Fe3+与SCN-形成配位数为5的配离子为[Fe(SCN)5]2-,根据电荷守恒可知配离子与K+形成的配合物的化学式为K2[Fe(SCN)5];计算晶胞中其他微粒的个数,再根据电荷守恒计算钾离子的个数。
⑶根据配合物的结构可以知道含有的化合建,并计算σ数,求出杂化方式。
⑷面心立方最密堆积的晶胞结构中,处于面对角线上的Cu原子紧密相邻,面对角线的长度为铜原子直径的2倍。
⑴氯原子核外电子数为17,每个电子的运动状态均不同,故氯原子核外有17种不同运动状态的电子;氯原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,电子分布在1s、2s、2p、3s、3p这五个能级;Fe是26号元素,铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,铁原子失去4s能级2个电子,再失去3d能级1个电子形成Fe3+,故基态Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;故答案为:17;5;1s22s22p63s23p63d5。
⑵Fe3+与SCN-形成配位数为5的配离子为[Fe(SCN)5]2-,根据电荷守恒可知配离子与K+形成的配合物的化学式为K2[Fe(SCN)5];题给物质晶胞的结构中,Fe3+的个数为4×=,Fe2+的个数为4×=,CN-的个数为12×=3,根据电荷守恒:N(K+)+N(Fe3+)×3+N(Fe2+)×2 = N(CN-),可得N(K+)=,故一个晶胞中的K+个数为×8=4,故答案为:K2[Fe(SCN)5];4。
⑶Cu2+与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)之间形成配位键,H2N—CH2—CH2—NH2中碳原子之间形成非极性键,不同原子之间形成极性键;单键为σ键,一个乙二胺分子中含有11个σ键,碳原子没有孤电子对,且形成4个σ键,杂化轨道数目为4,碳原子采取sp3杂化,故答案为:abd;11;sp3。
⑷面心立方最密堆积的晶胞结构中,处于面对角线上的Cu原子紧密相邻,面对角线的长度为铜原子直径的2倍,由几何知识可知面对角线长度等于晶胞边长的倍,故铜原子的直径约为==pm,故答案为pm。
【题目】实验室用环己醇脱水的方法合成环己烯,该实验的装置如下图所示:
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量 | 密度/(g·cm-3) | 沸点/℃ | 溶解性 | |
环已醇 | 100 | 0.9618 | 161 | 微溶于水 |
环已烯 | 82 | 0.8102 | 83 | 难溶于水 |
按下列实验步骤回答问题:
Ⅰ.产物合成
在a中加入10.0g环己醇和2片碎瓷片,冷却搅拌下慢慢加入1mL浓硫酸,b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度接近90℃。
(l)碎瓷片的作用是________;b的名称是________;
(2)a中发生主要反应的化学方程式为____________________________;本实验最容易产生的有机副产物的结构简式为________。
Ⅱ.分离提纯
将反应粗产物倒入分液漏斗中,依次用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加人无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过操作X得到纯净的环己烯,称量,其质量为4.1g。
(3)用碳酸钠溶液洗涤的作用是________,操作X的名称为________。
Ⅲ.产物分析及产率计算
(4)①核磁共振氢谱可以帮助鉴定产物是否为环己烯,环己烯分子中有_______种不同化学环境的氢原子。
② 本实验所得环己烯的产率是_______。