21.(12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.(12分)2010年上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED品片,材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、lnGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓的品胞结构如右图。试回答:

  (1)镓的基态原子的电子排布式是       

  (2)砷化镓品胞中所包含的砷原子(白色球)个数为

       ,与同一个镓原子相连的砷原子构

成的空间构型为       

  (3)下列说法正确的是        (填字母)。

      A.砷化镓品胞结构与NaCl相同

      B.第一电离能:As>Ga

      C.电负性:As>Ga

      D.砷化镓晶体中含有配位键  

E.GaP与GaAs互为等电子体

  (4)N、P、As处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是       

  (5)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为         。  

   B.(12分)乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:

浓硫酸
  △
 

CH3COOH+C2H5OH    CH3COOC2H5+H2O

   已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH;

   ②部分有机物的沸点:

试剂
乙醚
乙醇
乙酸 
乙酸乙酯
沸点(℃)
34.5
78.5
117.9 
77

   请回答下列问题:

  (1)浓硫酸的作用是         ,球形干燥管的作用是    

  (2)用如图所示装置来制备少量的乙酸乙酯,产率往往偏低,其原因可能为     

     等。

  (3)实验所得到的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,除去       ;再进行蒸馏,收集77℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。

  (4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。

同一反应时间
同一反应应温度
反应温度/℃
转化率(%)
选择性(%)*
反应时间/h
转化率(%)
选择性(%)*
40
77.8
100
2
80.2
100
60
92.3
100
3
87.8
100
80
92.6
100
4
92.3
100
120
94.5
98.7
6
93.0
100
*选择性100%表示反应生成的产物全部是乙酸乙酯和水

     ①根据表中数据,下列     (填字母)为该反应的最佳条件。

     a.120℃,4h   b.80℃,2h     c.60℃,4h     d.40℃,3h

②当反应温度达到120℃时,反应选抒性降低的原因可能为     

18.(12分)硫酸铜是一种重要的化工原料,工业上常用硫酸为原料来制备硫酸铜。

  (1)工业上生产硫酸过程中,焙烧硫铁矿时产生的废渣是一种二次资源。

①为了从废渣中磁选获得品位合格的铁精矿,高温下利用CO使弱磁性Fe2O3转化为强磁性Fe3O4。写出该反应的化学方程式      ;实验发现:CO太多或太少都会导致磁铁矿产率降低,原因是      

②氯化焙烧工艺是将废渣用氯化钙水溶液调和、成球、高温焙烧,废渣中SiO2与CaCl2等在高温下反应放出HCl,HCl与金属氧化物等反应生成氯化物。反应生成的各金属氯化物以气态形式逸出,进而回收有色金属和回返氯化钙溶液。写出氯化焙烧工艺中生成HCl的化学方程式           

  (2)测定硫酸铜品体中结品水含量的实验步骤为:

步骤1:准确称量一个洁净、干燥的坩埚;

步骤2:将一定量的硫酸铜晶体试样研细后,放入坩埚中称重

步骤3:将盛有试样的坩埚加热,待晶体变成白色粉末时,停止加热;

步骤4:将步骤3中的坩埚放入干燥器,冷却至室温后,称重:

步骤5:         

步骤6:根据实验数据计算硫酸铜晶体试样中结晶水的质量分数。

请完成实验步骤5。  

  (3)已知硫酸铜品体受热可以逐步失去结品水,温度升高还町以分解生成铜的氧化物。观取25.0g CuSO4·5H2O品体均匀受热,缓慢升温至1200℃并恒温1小时,实验测得固体残留率(剩余固体的质量/原始固体质量)与温度的关系如下图所示:

在110℃时所得固体的成分为         ;在1200℃并恒温1小时,反应所得气态产物除去水后,物质的量为         。(填字母)

      A.0 mol     B.0.1mol      C.0.125mol    D.大于0.125mol

 0  42241  42249  42255  42259  42265  42267  42271  42277  42279  42285  42291  42295  42297  42301  42307  42309  42315  42319  42321  42325  42327  42331  42333  42335  42336  42337  42339  42340  42341  42343  42345  42349  42351  42355  42357  42361  42367  42369  42375  42379  42381  42385  42391  42397  42399  42405  42409  42411  42417  42421  42427  42435  447348 

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