题目内容

4．人的生命活动必不可少的元素称为必需元素（也称为“生命元素”），目前已经确认的必需元素共27种．根据这些元素在人体中含量的高低，可分常量元素和微量元素．N，Cl，Ca等属于常量元素，Cu，Zn等属于微量元素，而Al不是人体必须的微量元素．
回答下列问题：
（1）Zn的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，N与其左右相邻元素的第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞C（用元素符号表示）．
（2）由N，C，S三种元素组成的负一价离子中，所有原子均满足最外层8电子结构，且硫原子只形成了一个共价键的电子式为．
（3）Al与Cl能形成原子个数比为1：3，熔点为190℃的化合物Q，实验测得气态无水Q在1atm，t℃时的密度为5.00g/L，次条件下气体摩尔体积为53.4L/mol，则Q的化学式为Al2Cl6，Q中含（填“含”或“不含”）配位键，氯化铝属于分子（填所属晶体类型）晶体．
（4）Cu2+能与NH3、Cl-等形成配位数为4的配合物，已知[Cu（NH3）4]2+具有对称的空间构型，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH3）4]2+的空间构型为平面正方形．

分析 （1）锌是30号元素，其原子核外有30个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；
（2）根据题中已知条件及N、C、S的成键情况判断形成的化合物结构特点，然后写出其电子式；
（3）Al与Cl能形成原子个数比为1：3，则形成的化合物的化学式为（AlCl3）n；根据密度和气体摩尔体积计算出Q的摩尔质量，从而可确定化合物Q化学式；根据氯原子最外层电子及成键情况判断是否含有配位键；根据化合物Al2Cl6熔点判断其晶体类型；
（4）形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，只有一种结构．

解答 解：（1）Zn的原子序数是30，核外电子总数为30，则其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s2；
同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s2；N＞O＞C；
（2）N、C、S三种元素的负一价离子中，所有原子均满足最外层8电子结构，则氮原子形成三键、碳原子形成4条共价键、硫原子形成2条共价键，且硫原子只形成了一个共价键，则其电子式为：，
故答案为：；
（3）Al与Cl能形成原子个数比为1：3，则形成的化合物的化学式为（AlCl3）n；实验测得气态无水Q在1atm，t1℃的密度为5.00g/L，气体摩尔体积为53.4L/mol，该化合物的摩尔质量为：5.00g/L×53.4L/mol=267g/mol，设化合物Q化学式为（AlCl3）n，所以：n×（27+35.5×3）=267，解得n=2，所以化合物Q化学式为Al2Cl6；Cl原子最外层有7个电子，只能与Al原子各提供1个电子形成一个共价键，使自己达到8电子稳定结构，Al原子最外层有3个电子，可分别与3个Cl原子形成共价键，因而Cl原子与2个Al原子形成的化学键中，必有1个是配位键；化合物Al2Cl6熔点为190℃，其熔点低，则Al2Cl6是分子晶体，
故答案为：Al2Cl6；含；分子；
（4）[Zn（NH3）4]2+和[Cu（NH3）4]2+都具有对称的空间构型，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH3）4]2+的空间构型为平面正方形，
故答案为：平面正方形．

点评 本题考查原子核外电子排布、离子的构型判断、电子式书写等知识，题目难度中等，明确核外电子排布式、电子式的书写原则为解答关键，注意掌握常见离子构型及其判断方法，试题培养了学生的灵活应用能力．

练习册系列答案
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15．下列变化过程中，需要加入还原剂的是（　　）
A．MnO2→MnO4-B．Al（OH）4-→Al（OH）3C．SO32-→SO42-D．MnO2→MnCl2
15．溴苯是一种常用的化工原料．实验室制备溴苯的实验步骤如下：

步骤1：在a中加入15mL苯和少量铁屑，再将b中4.0mL液溴慢慢加入到a中，充分反应．
步骤2：向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑．
步骤3：滤液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL 水洗涤，分液得粗溴苯．
步骤4：向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤即得粗产品．
（1）步骤1仪器a中发生的主要反应是+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr
（2）仪器d的作用是吸收HBr防污染防倒吸
（3）将b中的液溴慢慢加入到a中，而不能快速加入的原因是防止反应放出的热使C6H6、Br2挥发而影响产率
（4）仪器c的作用是冷凝回流，回流的主要物质有C6H6、Br2（填化学式）
（5）步骤4得到的粗产品中还含有杂质苯．已知苯、溴苯的有关物理性质如表，则要进一步提纯粗产品，还必须进行的实验操作名称是蒸馏．
苯溴溴苯
密度/g•cm-30.883.101.50
沸点/℃8059156
在水中的溶解度微溶微溶微溶
12．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究．
实验一：甲同学利用Al、Fe、Mg和2mol/L的稀硫酸，设计实验方案研究影响反应速率的因素．
研究的实验报告如下表：
实验步骤现象结论
①分别取等体积的2mol/L的硫酸于试管中；②分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg反应快慢：Mg＞Al＞Fe反应物的性质越活泼，反应速率越快
（1）该同学的实验目的是探究反应物本身的性质对反应速率的影响；
要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是温度相同．
（2）乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用如图装置同温下进行定量实验，用大小形状相同的Fe分别和0.5mol/L及2mol/L的足量稀H2SO4反应，通过测定和比较同时间内产生氢气的体积可以说明浓度对化学反应速率的影响．
实验二：已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑，在开始一段时间内，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快．
（1）针对上述现象，某同学认为该反应放热，导致溶液温度上升，反应速率加快．从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是Mn2+的催化作用的影响．
（2）若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，可以在反应一开始时加入B．
A．硫酸钾     B．硫酸锰      C．氯化锰    D．水．
19．如图为有关制备CuSO4的途径及性质，请回答下列相关问题：

（1）途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3：2，写出反应的离子方程式Cu+2NO3-+8H+=Cu2++2NO↑+4H2O；
（2）三种途径能更好地体现了绿色化学思想的是②（填序号），写出反应的离子方程式2Cu+O2+4H+=Cu2++2H2O；
（3）若混合气体X有两种气体，X可能是SO2和SO3吗？否（填是或否），为什么：生成物就只有Cu2O、SO2和SO3三种物质，铜和硫元素化合价都降低，得到电子，而没有元素失去电子不可能．
（4）实验测得X有三种物质组成，而且温度不同气体的物质的量之比不同，写出一种可能的化学方程2CuSO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑；1mol CuSO4在1100℃分解所得混合气体X中O2可能为0.75mol吗：不可能（填可能或不可能），为什么：若1mol CuSO4分解生成0.75molO2，则失电子为3mol，而1molCu得到1mol电子，1molS得到2mol电子都转化为SO2没有SO3生成．
（5）Y可能为一类常见的有机物，以含碳原子最少的物质为例写出反应的化学方程式：HCHO+4Cu（OH）2+2NaOH$\stackrel{△}{→}$Na2CO3+2Cu2O+6H2O．
9．在无色强酸性溶液中，下列各组离子能够大量共存的是（　　）
A．K+、Ca2+、Cl-、SO42-B．NH4+、HCO3-、Cl-、K+
C．Cl-、Na+、NO3-、Ca2+D．Fe2+、NO3-、I-、Cl-
16．下列关于氧化钠和过氧化钠的叙述正确的是（　　）
A．Na2O2和Na2O都是白色固体，都能与冷水作用得到O2和NaOH
B．在Na2O2与水的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是水
C．相同物质的量的氧化钠和过氧化钠中阴离子物质的量之比为1：1
D．Na2O与Na2O2都能与水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
13．80g密度为ρg．cm-3的CaCl2溶液里含2gCa2+，从中再取出一半的溶液中Cl-的浓度是（　　）
A．$\frac{ρ}{800}$mol•L-1B．1.25ρmol•L-1C．$\frac{ρ}{1600}$mol•L-1D．0.63mol•L-1
14．下列关于氧化物的各项叙述正确的是（　　）
A．非金属氧化物肯定是酸性氧化物
B．碱性氧化物肯定是金属氧化物
C．金属氧化物都是碱性氧化物
D．不能跟酸反应的氧化物一定能跟碱反应

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