题目内容
【题目】X是合成碳酸二苯酯的一种有效的氧化还原催化助剂，可由EDTA与Fe3+反应得到。
（1）EDTA中碳原子杂化轨道类型为_________________；EDTA中四种元素的电负性由小到大的顺序为__________________。
（2）Fe3+基态核外电子排布式为_________________。
（3）EDTA与正二十一烷的相对分子质量非常接近，但EDTA的沸点（540.6 ℃）比正二十一烷的沸点（100 ℃）高的原因是_________。
（4）1 mol EDTA中含有σ键的数目为______________。
（5）X中的配位原子是___________。
【答案】sp2和sp3 H < C < N < O [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 EDTA分子间存在氢键 35 mol N、O
【解析】
（1）EDTA中羧基上C原子价层电子对个数是3、亚甲基上C原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化轨道类型；元素的非金属性越强，其电负性越大；
（2）Fe原子失去3个电子生成铁离子，根据构造原理书写铁离子核外电子排布式；
（3）能形成分子间氢键的物质熔沸点较高；
（4）共价单键为σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，则1个EDTA分子中σ键的数目35；
（5）X中N、O原子提供孤电子对。
(1)EDTA中羧基上C原子价层电子对个数是3、亚甲基上C原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化轨道类型,前者为sp2杂化、后者为sp3杂化，元素的非金属性越强，其电负性越大，非金属性H<C<N<O，则电负性H<C<N<O，
故答案为：sp2和sp3；H<C<N<O；
(2)Fe原子失去3个电子生成铁离子,根据构造原理书写铁离子核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5，
故答案为：[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；
(3)能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，EDTA能形成分子间氢键，导致其熔沸点较高，
故答案为：EDTA分子间存在氢键；
(4)共价单键为σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，则1个EDTA分子中σ键的数目35，所以1molEDTA中含有σ键的数目为35mol，
故答案为：35mol；
(5)X中N、O原子提供孤电子对，所以N、O为配位原子，
故答案为：N、O。
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【题目】制备钙掺杂纳米Fe3O4，并模拟吸附废水中磷元素的主要实验流程如下：
已知：①CaO2能氧化溶液中的FeCl2，反应生成Fe(OH)3和Fe3＋。
②掺杂的Ca2＋嵌入Fe3O4中，洗涤时不损失，吸附时不形成Ca3(PO4)2等沉淀。
③溶液的pH对吸附剂表面所带电荷有影响。pH越高，表面所带负电荷越多； pH越低，表面所带正电荷越多。
（1）向FeCl2、FeCl3混合溶液中滴加NaOH溶液，一定条件下反应生成Fe3O4，其离子方程式为___________。
（2）步骤Ⅱ调节pH至11，共沉淀需在70℃条件下进行，适宜的加热方式为________。为提高共沉淀效果，还可采取的措施为_______________。
（3）磷元素的吸附效果、H3PO4水溶液中含磷物种分布分数与pH的关系分别如图1和图2所示。
①步骤Ⅳ用KH2PO4溶液模拟废水，测得酸性条件下(pH > 2)对磷元素吸附量较大，原因是：pH越低，吸附剂表面所带正电荷越多，有利于吸附阴离子；___________________
②步骤Ⅴ将吸附剂取出，用碱液解吸回收磷。结合表中数据，分析钙掺杂纳米Fe3O4吸附剂与其他类型吸附剂相比的优势有：________。
不同类型吸附剂对磷酸盐吸附能力比较
吸附剂 | 本产品 | 纯Fe3O4 | 陶瓷材质 |
吸附量/mg·g－1 | 24.1 | 5.0 | 12.5 |
（4）请设计从步骤Ⅱ反应结束后的烧瓶中获取钙掺杂纳米Fe3O4产品的实验方案：用磁铁将沉淀物和溶液分离，______________，用筛网筛分得到产品 (实验中须使用的试剂和仪器有：蒸馏水、无水乙醇、pH计、研钵、烘箱)。
