题目内容

16．Fe、Cu、Mn三种元素的单质及化合物在生产、生活中有广泛应用．
（l） MnO2是一种多功能材料，工业上常以Mn（NO3）2．6H2O和尿素[CO（NH2）2]、氧化剂等为原料制备．尿素分子中碳原子的杂化轨道类型为sp2，l mol尿素分子中含有的σ键数为7×6.02×1023．
（2）某学习小组拟以废旧于电池为原料制取锰，简易流程如下：

①用浓盐酸溶解二氧化锰需保持通风，原因是MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O（用化学方程式表示）．
②写出碳酸锰在空气中灼烧生成四氧化三锰的化学方程式6MnCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Mn3O4+6CO2．
（3）①基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，与Cu同周期且原子序数最小的第Ⅷ族元素，其基态原子核外有3个未成对电子．
②图1是Cu20的晶胞结构，晶胞的边长为acm．则Cu2O的密度为$\frac{288}{{a}^{3}{N}_{A}}$ g/cm3（用NA表示阿伏加德罗常数的值）．
（4）①绿矾（FeS04•7H2O）是补血剂的原料，保存不当易变质．请设计实验检验绿矾是否完全变质取样品溶于水，滴加酸性高锰酸钾溶液，如溶液褪色，则表示样品没有完全变质（或滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则样品没有完全变质．

②以羰基化合物为载体，提纯某纳米级活性铁粉（含有一些不反应的杂质），反应装置如图2．已知：Fe（s）+5CO（g）?Fe（CO）5 △H＜0，常压下，Fe（ CO）s的熔点约为-20.3℃，沸点为103.6℃，则Fe（ CO）的晶体类型为分子晶体．请用平衡移动原理解释T1＜T2的原因铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量，低温有利于合成易挥发的羰基合铁，羰基合铁易挥发，杂质残留在玻璃管左端；当羰基合铁挥发到高温区T2时，即升温平衡逆向移动，羰基合铁分解，纯铁粉残留在右端，故T1＜T2．

分析 （1）尿素分子中C原子形成3个σ键、没有孤对电子，杂化轨道数目为3，每个分子中含有7个σ键；
（1）盐酸与二氧化锰在加热条件下反应产生氯气，滤液中含有氯化锰，加入碳酸铵可生成碳酸锰，经高温生成Mn3O4，最后用热还原法生成Mn．
①氯气是有毒气体，要保持通风，避免中毒；
②碳酸锰在空气中灼烧时有氧气参与反应，同时生成二氧化碳；
（3）①铜原子核外电子数为29，根据能量最低原理书写电子排布式；与Cu同周期且原子序数最小的第Ⅷ族元素为Fe，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；
②根据均摊法计算晶胞中白色球、黑色球数目，结合化学式判断晶胞中Cu、O原子数目，再计算晶胞质量，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度；
（4）①绿矾变质时亚铁离子被氧化为铁离子，检验绿矾是否完全变质可以检验是否含有亚铁离子；
②Fe（ CO）的熔沸点低，应属于分子晶体；
铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量，低温有利于合成易挥发的羰基合铁，羰基合铁易挥发，杂质残留在玻璃管左端；当羰基合铁挥发到高温区T2时，即升温平衡逆向移动，羰基合铁分解，纯铁粉残留在右端．

解答 解：（1）尿素分子的结构简式为，杂化轨道数目为3，所以尿素分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化，每个分子中含有7个σ键，所以1mol尿素中含有7molσ键，含有的σ键数为7×6.02×1023，
故答案为：sp2；7×6.02×1023；
（2）盐酸与二氧化锰在加热条件下反应产生氯气，滤液中含有氯化锰，加入碳酸铵可生成碳酸锰，经高温生成Mn3O4，最后用热还原法生成Mn．
①浓盐酸与二氧化锰反应产生氯气，氯气是有毒气体，要保持通风，避免中毒，反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，
故答案为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
②碳酸锰在空气中灼烧时有氧气参与反应，同时生成二氧化碳，反应的方程式为6MnCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Mn3O4+6CO2，
故答案为：6MnCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Mn3O4+6CO2；
（3）①铜原子核外电子数为29，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，与Cu同周期且原子序数最小的第Ⅷ族元素为Fe，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d能级有4个未成对电子，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；4；
②晶胞中白色球数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，黑色球数目为4，故白色球为O原子、黑色球为Cu原子，晶胞质量为$\frac{2×144}{{N}_{A}}$g，则晶胞密度为$\frac{2×144}{{N}_{A}}$g÷（a cm）3=$\frac{288}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3，
故答案为：$\frac{288}{{a}^{3}{N}_{A}}$；
（4）①绿矾变质时亚铁离子被氧化为铁离子，实验检验绿矾是否完全变质方法为：取样品溶于水，滴加酸性高锰酸钾溶液，如溶液褪色，则表示样品没有完全变质（或滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则样品没有完全变质，
故答案为：取样品溶于水，滴加酸性高锰酸钾溶液，如溶液褪色，则表示样品没有完全变质（或滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，则样品没有完全变质；
②Fe（ CO）的熔沸点低，应属于分子晶体；
铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量，低温有利于合成易挥发的羰基合铁，羰基合铁易挥发，杂质残留在玻璃管左端；当羰基合铁挥发到高温区T2时，即升温平衡逆向移动，羰基合铁分解，纯铁粉残留在右端，故T1＜T2，
故答案为：分子晶体；铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量，低温有利于合成易挥发的羰基合铁，羰基合铁易挥发，杂质残留在玻璃管左端；当羰基合铁挥发到高温区T2时，即升温平衡逆向移动，羰基合铁分解，纯铁粉残留在右端，故T1＜T2．

点评 本题考查化学工艺流程、实验方案设计、晶胞计算、平衡移动原理应用、晶体类型与性质、核外电子排布、杂化方式等，实．验拼合型题目，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力，难度中等

练习册系列答案
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6．分子式为C7H16O的饱和一元醇的同分异构体有多种，在下列该醇的同分异构体中，

（1）可以发生消去反应，生成两种单烯烃的是C（用符号表示）
（2）可以发生催化氧化反应生成醛的是D （用符号表示）
（3）不能发生催化氧化反应的是B （用符号表示）
（4）能被催化氧化为酮的有2种．
（5）能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有3种．
7．“摩尔盐”[（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O]是分析化学中的重要试剂．查阅文献得知：“摩尔盐”隔绝空气加热至500℃时可完全分解，但产物复杂．某学习小组欲探究其分解产物．
Ⅰ．【提出猜想】摩尔盐受热分解，小组同学认为分解产物可能有以下几种情况：
a．Fe2O3、SO3、NH3、H2O              b．FeO、NH3、SO3、H2O
c．FeO、SO2、NH3、H2O               d．Fe2O3、NH3、SO2、SO3、H2O
经认真分析，通过推理即可确定，猜想ac不成立（填序号）．
Ⅱ．【实验探究】为检验分解产物，甲同学设计了如下实验装置．

请回答下列问题：
（1）B装置的容器名称是锥形瓶．
（2）取一定量“摩尔盐”置于加热管A中，加热至分解完后打开K，再通入N2，目的是使分解产生的气体在B、C中被吸收充分．
（3）观察到A中固体逐渐变为红棕色，B、C中均产生白色沉淀．C中发生反应的离子方程式为SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+．
（4）待A中剩余固体冷却至室温后，取少量置于试管中，加入稀硫酸溶解，再滴几滴KSCN溶液，可以观察到的现象是溶液变红色．
（5）乙同学设计实验验证A中残留物不含FeO，操作方法及实验现象是：取少量A中残留物放入试管中，加稀硫酸溶解，再滴加K3[Fe（CN）6]溶液，不产生蓝色沉淀，说明没有Fe2+．
Ⅲ．【实验反思】
乙同学认为：装置B中产生白色沉淀不能证明分解产物中一定含SO3，原因是分解产生的氨气消耗完B装置中的HCl后，过量的氨气存在时二氧化硫与BaCl2溶液反应生成白色沉淀．
4．某天然有机化合物A仅含C、H、O元素，与A相关的变化如下（部分反应产物已略去）：

（1）化合物B的官能团名称是碳碳双键和羧基，B→F的反应类型为加成反应或还原反应．
（2）写出下列反应的化学方程式或离子方程式：
S→B的第①步：HOOCCHClCH2COOH+3OH--OOCCH=CHCOO-+Cl-+3H2O．
A→P：．
D→E的第①步：HOOCCHBrCHBrCOOH+4OH--OOCC≡CCOO-+2Br-+4H2O．
（3）n mol A发生缩聚反应生成（n-1）mol H2O时，所得链状聚酯的结构简式为．
（4）写出与D具有相同官能团的D的所有同分异构体的结构简式：．
11．下列有关NaHS03溶液的叙述正确的是（　　）
A．该溶液中，K+、Ca2+、Cl2、Br -可以大量共存
B．与足量Ca（ OH）2溶液反应的离子方程式：Ca2++OH-+HS03═CaS03↓+H20
C．与FeCI3溶液反应的离子方程式：SO32-+2 Fe3++H20═SO42-+2Fe2++2H+
D．能使含I2的淀粉溶液蓝色褪去，说明NaHSO3溶液具有漂白性
1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法一定错误的是（　　）
A．分子数为0.1NA 的N2 和NH3 混合气体，原子间含有的共用电子对数目为0.3NA
B．2 mol SO2 和1 mol O2 在一定条件下充分反应后，所得混合气体的分子数大于2NA
C．1.5 mol NO2 与足量水反应，转移的电子数为1.5NA
D．常温条件下，分子数为NA 的CO、N2混合气体质量为28 g
8．经质谱法测定，某烃W的相对分子质量为70．在W中滴加酸性高锰酸钾溶液，振荡，溶液褪色，下列有关W的说法正确的是（　　）
A．W分子中碳、氢质量比为1：2B．W同分异构体有5种
C．经红外光谱测定W最多有4个甲基D．在核磁共振氢谱中W最少有2个峰
7．用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀．
方法一：用FeSO4溶液与NaOH溶液反应制备．
（1）已知FeSO4在水溶液中会发生水解，所以用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时需要加入硫酸，同时由于FeSO4在空气中很容易变质，所以配制上述FeSO4溶液时还需要加入铁屑．
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用加热煮沸 的方法．
（3）将氢氧化钠溶液滴入FeSO4溶液生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液．
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备．
（4）在试管Ⅰ里加入的试剂是铁与稀硫酸．
（5）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度．当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹．
8．有机物的结构简式可以用键线式表示，如：，可表示为，某有机物的多种同分异构体中，属于芳香醇的一共有（不考虑立体异构）（　　）
A．3种B．4种C．5种D．9种

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