题目内容
【题目】钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态 K 原子中,核外电子占据的最高能层的符号是_____,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_____。K 和 Cr 属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属 K 的熔 点、沸点等都比金属 Cr 低,原因是_____。
(2)X 射线衍射测定等发现,I3AsF6 中存在 I3+ 离子。I3+ 离子的几何构型为____________,中心原子的杂化类型为_______________ 。
(3)KIO3 晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结 构,边长为 a=0.446nm,晶胞中 K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置, 如图所示。K 与 O 间的最短距离为_____nm,与 K 紧邻的 O 个数为_____。
(4)在 KIO3 晶胞结构的另一种表示中,I 处于各顶角位置,则 K 处于_____________位置,O 处于_____位置。
【答案】 球形 原子半径较大且价电子较少,金属键较弱 形 0.315 12 体心 棱心
【解析】
(1)在元素周期表是19号元素,电子排布式为 ,能层从低到高依次是 ,,,……;所以占据最高能层符号为 ;占据该能层的电子轨道为轨道,电子云轮廓图形状为球形;和处于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但 ,且的价电子少于,则的金属键比弱,因此K的熔点、沸点比低;
(2) 中心 原子形成 个 键,孤电子对数 ,即中心 原子形成 个 键,还有 对孤电子对,故中心 原子采取 杂化;因为 只有三个原子,所以 几何构形为 形;
(3) 与 的最短距离如图所示,是面对角线的,所以与的最短距离;原子的堆积方式相当于面心立方堆积,所以与 原子相邻的原子个数为12个;
(4) 个, 个,个,所以原子处于体心,原子处于棱心。
【题目】苯甲酸乙酯可由苯甲酸与乙醇在浓硫酸共热下反应制得,反应装置如图(部分装置省略),反应原理如下:
实验操作步骤:
①向三颈烧瓶内加入12.2g苯甲酸、25mL乙醇、20mL苯及4mL浓硫酸,摇匀,加入沸石。
②装上分水器、电动搅拌器和温度计,加热至分水器下层液体接近支管时将下层液体放入量筒中。继续蒸馏,蒸出过量的乙醇,至瓶内有白烟(约3h),停止加热。
③将反应液倒入盛有80mL冷水的烧杯中,在搅拌下分批加入碳酸钠粉末至溶液无二氧化碳逸出,用pH试纸检验至呈中性。
④用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚萃取,然后合并至有机层。用无水CaC12干燥,粗产物进行蒸馏,低温蒸出乙醚。当温度超过140℃时,直接接收210-213℃的馏分,最终通过蒸馏得到纯净苯甲酸乙酯12.8mL。
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量 | 密度(g/cm3) | 沸点/℃ | 溶解性 | |
苯甲酸 | 122 | 1.27 | 249 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚 |
苯甲酸乙酯 | 150 | 1.05 | 211-213 | 微溶于热水,溶于乙醇、乙醚 |
乙醇 | 46 | 0.79 | 78.5 | 易溶于水 |
乙醚 | 74 | 0.73 | 34.5 | 微溶于水 |
回答以下问题:
(1)反应装置中分水器上方的仪器名称是______,其作用是____
(2)步骤①中加浓硫酸的作用是_________,加沸石的目的是______。
(3)步骤②中使用分水器除水的目的是_________。
(4)步骤③中加入碳酸钠的目的是________ 。
(5)步骤④中有机层从分液漏斗的____(选填“上口倒出”或“下口放出”)。
(6)本实验所得到的苯甲酸乙酯产率是________%。