题目内容
【题目】草酸亚铁晶体（FeC2O4·2H2O，相对分子质量为180）呈淡黄色，可用作照相显影剂。某实验小组对其进行了一系列探究。
I.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究。
（1）气体产物成分的探究。小组成员采用如图装置（可重复选用）进行实验：
①装置D的名称为____。
②按照气流从左到右的方向，上述装置的连接顺序为____→尾气处理装置（填图中各仪器接口的字母编号）。
③实验前先通入一段时间N2，其目的为____。
④实验证明了气体产物中含有CO，依据的实验现象为_____。
（2）固体产物成分的探究。充分反应后，A处反应管中残留黑色固体。小组成员设计实验证明了其成分只有FeO，其实验操作及现象为：___。
（3）依据（1）和（2）结论，可知A处反应管中发生反应的化学方程式为：___。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质，测定其纯度的步骤如下（杂质不参与反应）：
步骤1：称取2g草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中，配成250mL溶液。
步骤2：取上述溶液25.00mL，向其中加入0.01mol·L1KMnO4溶液，恰好完全反应时消耗 KMnO4溶液30mL。
[已知：FeC2O4+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2↑+MnSO4+K2SO4+H2O（未配平）]
（4）草酸亚铁晶体样品的纯度为____；若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化，则测定结果将____（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。
【答案】（球形）干燥管 agfbchi（或ih）de（或ed）bc 排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸 C处反应管中固体由黑变红，其后的澄清石灰水变浑浊 取固体少许溶于稀硫酸，无气体生成说明无铁存在，只有氧化亚铁（其他答案合理即可） FeC2O42H2O
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O 45% 偏低
【解析】
Ⅰ气体产物成分的探究，草酸亚铁晶体在装置A中加热分解，生成的气体通过装置D中硫酸铜检验水蒸气的存在，通过装置B中澄清石灰水检验CO2的生成，通过装置E干燥气体后通入装置C中和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，再通过B装置检验生成的二氧化碳气体，用于检验CO，最后尾气处理。
Ⅱ
I (1)①装置D的名称为：（球形）干燥管；
②气体产物成分的探究，草酸亚铁晶体在装置A中加热分解，生成的气体通过装置D中硫酸铜检验水蒸气的存在，通过装置B中澄清石灰水检验CO2的生成，通过装置E干燥气体后通入装置C中和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，再通过B装置检验生成的二氧化碳气体，用于检验CO。按照气流从左到右的方向，上述装置的连接顺序为：agfbchi（或ih）de（或ed）bc，最后连接尾气处理装置；
③草酸亚铁分解气体中有CO，与O2混合加热会爆炸，实验前先通入一段时间N2，其目的为：排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；
④实验证明了气体产物中含有CO，CuO会转化为Cu，并有CO2生成，随后的澄清石灰水会变浑浊，依据的实验现象为：C处反应管中固体由黑变红，其后的澄清石灰水变浑浊；
(2)充分反应后，A处反应管中残留黑色固体。黑色固体可能为Fe或FeO，小组成员设计实验证明了其成分只有FeO的方法：取固体少许溶于稀硫酸，无气体生成说明无铁存在，只有氧化亚铁；
(3)依据(1)和(2)结论，可知A处反应管中发生反应是草酸亚铁晶体分解生成氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：FeC2O4·2H2O 
FeO+CO↑+CO2↑+2H2O；
Ⅱ(4)杂质不参与反应，根据FeC2O4+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2↑+MnSO4+K2SO4+H2O（未配平），Fe的化合价从＋2升高到＋3，C2O42－中C的化合价为＋3，化合价升高到＋4，则总共升高3价，KMnO4中Mn的化合价从＋7降低到＋2，降低5价，化合价升降守恒，则可以关系式5FeC2O4～3KMnO4；设配成的草酸亚铁溶液的浓度c，有
， 3×c(FeC2O4)×25mL=5×0.01mol/L×30mL，求得c(FeC2O4)=0.02mol/L。样品中FeC2O4的物质的量n=0.02mol/L×0.25L=5×10－3mol，样品质量m=nM=5×10－3mol×180g·mol－1=0.9g，其质量分数为
×100%=45%；
若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化，则消耗的KMnO4偏小，则样品质量偏小，测定结果偏低。
【题目】氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①基态Ti2+中含有的电子数为______，电子占据的最高能级是______，该能级具有的原子轨道数为______。
②BH4-中B原子的杂化方式是______。
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中，离子半径：Li+______ H-（填“>”、“=”或“<”）。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物，M的部分电离能如下表所示：
I1/kJmol-1 | I2/kJmol-1 | I3/kJmol-1 | I4/kJmol-1 | I5/kJmol-1 |
738 | 1451 | 7733 | 10540 | 13630 |
该氢化物的化学式为______。
(3)液氨是富氢物质，是氢能的理想载体。
①NH3的相对分子质量小于PH3，但NH3的沸点却远高于PH3，其原因是 ______。
②NH3容易和分子中有空轨道的BF3反应形成新的化合物，该化合物的结构式为 ______。
(4)2008年，Yoon等人发现Ca与C60(分子结构如图1)生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。
①C60晶体易溶于苯、CS2，C60是 ______ 分子（填“极性”或“非极性”）。
②1mol C60分子中，含有σ 键数目为 ______ 个(阿伏加德罗常数用NA表示)。
(5)某金属氢化物储氢材料的晶胞结构如图2所示，该金属氢化物的化学式为 ______，已知该晶体的密度为agcm-3，金属元素R的相对原子质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则该晶胞的体积为 ______ cm3。
