题目内容
【题目】[化学—选修3：物质结构与性质]
（1）Fe3+的电子排布式为___________________。已知，Fe3＋的化学性质比Fe2＋稳定，请从原子结构的角度进行解释____________________。
（2）Fe能与CO形成配合物Fe(CO)5，1 mol Fe(CO)5中含有________ molσ键。
（3）与CO互为等电子体的分子和离子分别为________ 和_______(各举一种，填化学式)。
（4）某化合物与Cu（Ⅰ）（Ⅰ表示化合价为+1）结合形成图甲所示的离子。该离子中含有化学键的类型有____________________。（填序号）
A．极性键 B．离子键 C．非极性键 D．配位键
（5）向氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫，生成白色沉淀M， M的晶胞结构如图乙所示。写出该反应的离子方程式：____________________。
（6）已知由砷与镓元素组成的化合物A为第三代半导体。已知化合物A的晶胞结构与金刚石相似，其晶胞结构如图丙所示，请写出化合物A的化学式___________。设化合物A的晶胞边长为
pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为______________g（NA表示阿伏加德罗常数的值）。
【答案】 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 Fe3＋的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态 10 N2 CN－ A C D 2Cu2+ + 2Cl- + SO2 + 2H2O ﹦ 2CuCl↓ + SO4 2-+ 4H+ GaAs 
【解析】
（1）根据电子排布式书写要求、洪特规则和能量最低原理解答；（2）根据Fe(CO)5的结构和σ键的含义分析解答；（3）原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体来解答；（4）根据化学键的类别解答；（5）根据M的晶胞结构如图乙推测M的化学式，根据反应物和生成物写出离子方程式；（6）根据晶胞结构推测A的化学式，并进行计算。
（1）Fe是在元素周期表中是26号元素，所以Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5，Fe2+的电子排布式是：1s22s22p63s23p63d6，根据洪特规则，3d5是半充满状态，能量较低，比较稳定，而3d6不是半充满状态，能量较高，很容易失去一个电子变成半充满的稳定状态，所以正确答案：1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；Fe3＋的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态；
（2）Fe与CO通过配位键形成配合物，所以有5个σ键，C和O原子之间形成л键和σ键，其中有1个是σ键，所以共有5个σ键，所以1 mol Fe(CO)5中含有10 molσ键，正确答案：10；
（3）根据等电子体的定义可知，CO有2个原子，14个电子组成的，所以其等电子体有N2分子和CN-离子，正确答案：N2；CN－；
（4）根据题干图甲可知：N原子与Cu原子之间形成配位键，N原子与C原子之间、N原子与H原子之间、C原子与H原子之间形成极性键，C原子与C原子之间形成非极性键，所以甲中存在的共价键类型有极性键、非极性键、配位键，所以选择A、C、D，正确答案：A、C、D；
（5）由图乙可以看出，该沉淀的组成应该由两种元素组成，该晶胞中微粒个数可以计算为：小黑球4个，空心球8×1/8+6×1/2=4，所以这两种元素微粒个数比为1：1。该沉淀由氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫反应生成，Cu2+有强的氧化性，SO2具有还原性，产物中应该有Cu+和SO42-生成，那沉淀只能是Cu+和Cl-结合而成的。所以根据氧化还原原理书写方程为2Cu2+＋2Cl－＋SO2＋2H2O＝2CuCl↓+SO42－+4H+。
（6）由晶胞结构可知，小黑球4个，空心球8×1/8+6×1/2=4，该化合物化学式为GaAs，；晶胞的体积V=（apm）3=a3×10-10cm3，每个晶胞中含4个As原子，所以每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为：4×75g·mol-1/NAV=3×1032/a3NA，正确答案：GaAs；3×1032/a3NA。
【题目】某探究小组用盐酸与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HCl浓度为1.00mol/L、2.50mol/L，大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格，实验温度为25℃、40℃，每次实验盐酸的用量为25.00mL，大理石用量为10.00g。
（1）写出盐酸与大理石反应的化学方程式________
（2）请完成以下实验设计表，并把实验中空缺处补充完整：
实验 编号 | 温度 （℃） | 大理石 规格 | HCl浓度（mol/L） | 实验目的 |
① | 25 | 粗颗粒 | 2.50 | (I)实验①和②探究温度对反应速率的影响； (II)实验①和③探究浓度对反应速率的影响； (III)实验①和④探究______对反应速率的影响 |
② | __ | 粗颗粒 | 2.50 | |
③ | 25 | 粗颗粒 | ___ | |
④ | 25 | 细颗粒 | 2.50 |
（3）实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图。计算实验①中70s-90s范围内用HCl表示的平均反应速率 ______（忽略溶液体积变化）
【题目】（题文）某兴趣小组设计了如图所示装置(部分夹持装置已略去)进行实验探究。
（实验一）探究影响化学反应速率的因素。
圆底烧瓶中装锌片(两次实验中所用锌片大小和外形相同)、恒压分液漏斗中装稀硫酸，以生成20.0mL气体为计时终点，结果为t1＞t2。
序号 | V(H2SO4)/mL | c(H2SO4)/mol·L-1 | t/s | ||||
I | 40 | 1 | t1 | ||||
II | 40 | 3 | t2 | ||||
序号 | V(H2SO4)/mL | c(H2SO4)/mol·L－1 | t/s | ||||
I | 40 | 1 | t1 | ||||
II | 40 | 3 | t2 | ||||
检查该装置气密性的方法是_______________________________________________。
比较实验I和Ⅱ可以得出的结论是____________________________________________。
（实验二）探究铁的电化学腐蚀。
①圆底烧瓶中装铁粉和碳粉混合物，恒压分液漏斗中装稀硫酸，打开活塞加入稀硫酸后量气管中出现的现象是：左侧液面_________右侧液面_________(选填“上升”、“下降”)。
②圆底烧瓶中装与①相同量的铁粉但不加入碳粉，其他试剂和操作相同，发现左、右侧液面变化较_______（选填“快”、“慢”，下同），说明原电池反应比一般化学反应_______。
③圆底烧瓶中装与①相同量的铁粉和碳粉混合物，恒压分液漏斗中装食盐水，打开活塞加入食盐水后，你预测量气管中出现的现象是：___________________________________，正极的电极反应是___________________________。