题目内容
本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容．请选定其中一题，并在相应和答题区域内作答．若两题都做，则按A题评分．
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）Ni2+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 |
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
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 |
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3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=
（3）操作Ⅲ中采用减压过滤，其优点是
分析：A（1）镍属于28号元素，二价镍离子是镍原子失去2个电子得到的，根据构造原理可以写出该离子的核外电子排布式，注意原子失去电子是从外向内失；
（2）根据其结构是否稳定判断；
（3）A、根据元素周期律判断元素的电负性，同一周期，原子序数越大，电负性越大；同一主族，原子序数越大，电负性越小．
B、等电子体含有相同的原子和价电子数．
C、根据分子的结构判断杂化方式．
D、根据共价化合物结构判断分子的类型．
（4）根据图片结合题意写出其化学式．
（5）离子晶体中晶格能越大其熔点越高，晶格能与电荷有关，电荷越大晶格能越大．；根据氯化钠的晶胞判断．
B（1）根据不同温度硝酸钾的溶解度不同分析，温度较低时，硝酸钾因溶解度变小而析出．
（2）先根据氯化钾和硝酸钠的质量计算其物质的量，把氯化钾和硝酸钠的混合溶液看成氯化钠和硝酸钾的混合溶液；根据100℃时，氯化钠和硝酸钾的溶解度判断是否析出氯化钠和硝酸钾及析出的固体质量；再根据10℃时氯化钠和硝酸钾的溶解度判断是否有固体析出及析出的固体质量．
（3）减压的操作优点是：可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀；根据图片判断所用仪器；若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是打开旋塞K．
（2）根据其结构是否稳定判断；
（3）A、根据元素周期律判断元素的电负性，同一周期，原子序数越大，电负性越大；同一主族，原子序数越大，电负性越小．
B、等电子体含有相同的原子和价电子数．
C、根据分子的结构判断杂化方式．
D、根据共价化合物结构判断分子的类型．
（4）根据图片结合题意写出其化学式．
（5）离子晶体中晶格能越大其熔点越高，晶格能与电荷有关，电荷越大晶格能越大．；根据氯化钠的晶胞判断．
B（1）根据不同温度硝酸钾的溶解度不同分析，温度较低时，硝酸钾因溶解度变小而析出．
（2）先根据氯化钾和硝酸钠的质量计算其物质的量，把氯化钾和硝酸钠的混合溶液看成氯化钠和硝酸钾的混合溶液；根据100℃时，氯化钠和硝酸钾的溶解度判断是否析出氯化钠和硝酸钾及析出的固体质量；再根据10℃时氯化钠和硝酸钾的溶解度判断是否有固体析出及析出的固体质量．
（3）减压的操作优点是：可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀；根据图片判断所用仪器；若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是打开旋塞K．
解答：解：（1）镍属于28号元素，镍原子核外有28个电子，二价镍离子是镍原子失去2个电子得到的，根据构造原理可以写出该离子的核外电子排布式，Ni2+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d 8．
故答案为：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．
故答案为：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）A、同一周期，原子序数越大，电负性越大；同一主族，原子序数越大，电负性越小，所以电负性大小为
O＞N＞S＞C，故A错误．
B、CO2与COS（硫化羰）中原子个数相等，氧和硫的价电子数相等都是6，所以互为等电子体，故B正确．
C、NH3分子中氮原子采用sp3杂化，构型是三角锥形，故C正确．
D、CO、H2S、HCN都不是对称型结构，所以都是极性分子，故D正确．
故选：BCD．
（4）根据图片知，该离子中含有11个氢原子，5个氧原子，且是带一个单位正电荷的离子，所以该离子为H11O5+．
故答案为：H11O5+．
（5）FeS所带的电荷比氯化钠的多，所以FeS晶体的晶格能比NaCl晶体晶格能大，所以FeS晶体的熔点比NaCl晶体的大；根据氯化钠的判断知其为正八面体．
故答案为：FeS晶体的晶格能比NaCl晶体晶格能大；正八面体．
B、（1）温度较低时，硝酸钾因溶解度变小而析出，为防止降温时析出硝酸钾而降低产率，所以要趁热过滤．
故答案为：防止降温时析出硝酸钾而降低产率．
（2）①29.8g KCl的物质的量=
=0.4mol；34.0g NaNO3的物质的量=
=0.4mol
氯化钾和硝酸钠不反应，所以氯化钾和硝酸钠的混合溶液可看作是氯化钠和硝酸钾的混合溶液，硝酸钾和氯化钠的物质的量还是0.4mol，硝酸钾的质量为40.4g，氯化钠的质量为23.4g．
100℃时，20g水中溶有氯化钠的质量为39.1g×
=7.82g＜23.4g，所以析出氯化钠的质量=23.4g-7.82g=15.58g；
20g水中溶有硝酸钾的质量为246g×
=49.2g＞40.4g，所以硝酸钾形成的是不饱和溶液，溶液析出的固体全部是氯化钠，即m1g=15.58g．
②10℃时，20g水中溶有氯化钠的质量为35.7g×
=7.14g，所以析出氯化钠的质量为7.82g-7.14g=0.68g；
20g水中溶有硝酸钾的质量为20.9g×
=4.18g＜40.4g，所以析出硝酸钾的质量为40.4g-4.18g=36.22g；
所以析出固体的总质量为0.68g+36.22g=36.9g．
10℃时，设0.68g氯化钠溶于水得到饱和溶液所需要水的质量为x．
=
x=1.9g．
故答案为：36.9，0.68，1.90．
（3）减压的操作优点是：可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀；
根据图片知，所用玻璃仪器为吸滤瓶、安全瓶、抽气泵；若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是打开旋塞K．
故答案为：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．
故答案为：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．
故答案为：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）A、同一周期，原子序数越大，电负性越大；同一主族，原子序数越大，电负性越小，所以电负性大小为
O＞N＞S＞C，故A错误．
B、CO2与COS（硫化羰）中原子个数相等，氧和硫的价电子数相等都是6，所以互为等电子体，故B正确．
C、NH3分子中氮原子采用sp3杂化，构型是三角锥形，故C正确．
D、CO、H2S、HCN都不是对称型结构，所以都是极性分子，故D正确．
故选：BCD．
（4）根据图片知，该离子中含有11个氢原子，5个氧原子，且是带一个单位正电荷的离子，所以该离子为H11O5+．
故答案为：H11O5+．
（5）FeS所带的电荷比氯化钠的多，所以FeS晶体的晶格能比NaCl晶体晶格能大，所以FeS晶体的熔点比NaCl晶体的大；根据氯化钠的判断知其为正八面体．
故答案为：FeS晶体的晶格能比NaCl晶体晶格能大；正八面体．
B、（1）温度较低时，硝酸钾因溶解度变小而析出，为防止降温时析出硝酸钾而降低产率，所以要趁热过滤．
故答案为：防止降温时析出硝酸钾而降低产率．
（2）①29.8g KCl的物质的量=
| 29.8g |
| 74.5g/mol |
| 34.0g |
| 85g/mol |
氯化钾和硝酸钠不反应，所以氯化钾和硝酸钠的混合溶液可看作是氯化钠和硝酸钾的混合溶液，硝酸钾和氯化钠的物质的量还是0.4mol，硝酸钾的质量为40.4g，氯化钠的质量为23.4g．
100℃时，20g水中溶有氯化钠的质量为39.1g×
| 1 |
| 5 |
20g水中溶有硝酸钾的质量为246g×
| 1 |
| 5 |
②10℃时，20g水中溶有氯化钠的质量为35.7g×
| 1 |
| 5 |
20g水中溶有硝酸钾的质量为20.9g×
| 1 |
| 5 |
所以析出固体的总质量为0.68g+36.22g=36.9g．
10℃时，设0.68g氯化钠溶于水得到饱和溶液所需要水的质量为x．
| 0.68 |
| x |
| 35.7 |
| 100 |
x=1.9g．
故答案为：36.9，0.68，1.90．
（3）减压的操作优点是：可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀；
根据图片知，所用玻璃仪器为吸滤瓶、安全瓶、抽气泵；若实验过程中发现倒吸现象，应采取的措施是打开旋塞K．
故答案为：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．
点评：本题考查了原子核外电子排布、电负性、晶格能、物质的分离和提纯等知识点，综合性较强，难度较大，做题时注意电子排布式的书写方法，注意由原子失去电子生成离子时核外电子的失去先后顺序为：由外向内失去电子，不是根据能量失去电子．
练习册系列答案
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本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容．请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答．若两题都做，则按A题评分．
本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容．请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答．若两题都做，则按A题评分．
A．雷尼镍（Raney-Ni）是一种历史悠久、应用广泛的催化剂，由镍-铝合金为原料制得．
（1）元素第一电离能：Al Mg（选填：“＞”、“＜”、“=”）
（2）雷尼镍催化的一实例为：
化合物b中进行sp
3杂化的原子有： ．
（3）一种铝镍合金的结构如下图，与其结构相似的化合物是： （选填序号：a．氯化钠 b．氯化铯 c．石英 d．金刚石）．
（4）实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀．
①Ni2+在基态时，核外电子排布式为： ．
②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力（镍的配位数为
B．4-氯苯胺是合成橡胶、化学试剂、染料、色素等化工产品，制备4-氯苯胺的原理如下：
．在1L密闭容器中加入4-氯硝基苯100g、雷尼镍（催化剂）及少量吗啉（脱氯抑制剂，
）、甲醇250mL（溶剂），密封；先充入氮气，然后充入氢气至一定压力．在所需氢气压力、温度等条件下加氢反应，充分反应后，冷却，过滤，洗涤，蒸馏并收集64～65℃馏分．
（1）开始时先通入N2的目的是 ．
（2）上述实验中过滤的目的是 ，洗涤所用的试剂是 ．
（3）蒸馏时除用到接引管、锥形瓶、温度计外，还用到的玻璃仪器有： 、 ．馏出液的主要成分是 ．
（4）以下是温度、氢气压力、催化剂用量及吗啉的用量对反应的影响．
优化的条件是：温度、氢气压力、催化剂用量、吗啉用量，选择的序号依次是 ．
A．雷尼镍（Raney-Ni）是一种历史悠久、应用广泛的催化剂，由镍-铝合金为原料制得．
（1）元素第一电离能：Al
（2）雷尼镍催化的一实例为：
化合物b中进行sp3杂化的原子有：（3）一种铝镍合金的结构如下图，与其结构相似的化合物是：
（4）实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀．
①Ni2+在基态时，核外电子排布式为：
②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力（镍的配位数为
B．4-氯苯胺是合成橡胶、化学试剂、染料、色素等化工产品，制备4-氯苯胺的原理如下：
．在1L密闭容器中加入4-氯硝基苯100g、雷尼镍（催化剂）及少量吗啉（脱氯抑制剂，）、甲醇250mL（溶剂），密封；先充入氮气，然后充入氢气至一定压力．在所需氢气压力、温度等条件下加氢反应，充分反应后，冷却，过滤，洗涤，蒸馏并收集64～65℃馏分．（1）开始时先通入N2的目的是
（2）上述实验中过滤的目的是
（3）蒸馏时除用到接引管、锥形瓶、温度计外，还用到的玻璃仪器有：
（4）以下是温度、氢气压力、催化剂用量及吗啉的用量对反应的影响．
| 表1温度 | 表2氢气压力 | 表3催化剂用量 | 表4吗啉用量 | |||||||||||||||
| 序号 | 温度/℃ | 转化率/% | 选择 性/% |
反应时间/h | 序号 | 氢气压力/MPa | 选择性/% | 反应时间/h | 序号 | 雷尼镍用量/g | 选择性/% | 反应时间/h | 序号 | 吗啉用量/% | 选择性/% | |||
| ① | 40 | 未完全 | 99.6 | 6 | ① | 0.5 | 99.6 | 3.7 | ① | 2 | 98.25 | 5 | ① | 0.0 | 84.3 | |||
| ② | 60 | 100 | 99.7 | 4 | ② | 1.0 | 99.7 | 2 | ② | 4 | 99.20 | 2.2 | ② | 0.3 | 99.3 | |||
| ③ | 80 | 100 | 99.6 | 2.45 | ③ | 1.5 | 99.2 | 1.6 | ③ | 6 | 99.60 | 1.9 | ③ | 0.5 | 99.7 | |||
| ④ | 100 | 100 | 99.6 | 2 | ④ | 2.0 | 96.4 | 1.15 | ④ | 8 | 99.60 | 1.4 | ④ | 0.7 | 99.6 | |||
| ⑤ | 120 | 100 | 98.6 | 1.7 | ⑤ | ⑤ | 10 | 99.10 | 1.4 | ⑤ | 1.2 | 99.7 | ||||||
