题目内容
【题目】2019年诺贝尔化学奖由约翰·B·古迪纳夫、M·斯坦利·威廷汉、吉野彰三人分获，以表彰他们研究锂离子电池做出的贡献。锂离子正极材料有LiMO2(M=Co、Ni、Mn) .
回答下列问题：
（1）基态Co原子价电子排布式为______，基态Li原子核外电子运动状态有____种。
（2）锂离子电池电解常用的锂盐有LiClO4、LiBF4等，常采用有机溶剂有乙醚、丙烯酯(
)等。
①LiClO4中阴离子空间构型为______，与其键合方式相同、空间构型也相同的离子和分子是___________________________ (各举一例).
②Li、Cl、F、B的电负性从大到小的顺序为_____；丙烯碳酸酯中碳原子的杂化方式是____。
③C2H5OC2H5(乙醚)的沸点比乙醇的低，其原因是________________。
（3）LiCoO2的晶胞是六棱柱，其结构如图所示：
晶胞中含氧原子数为_____，若晶胞的底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则LiCoO2的密度为_______g·cm —3(列出计算式)。
【答案】3d74s2 3 正四面体 SO42-、CH4 F＞Cl＞B＞Li sp2、sp3 乙醇分子间有氢键，乙醚分子间没有氢键 10 
=
【解析】
（1）基态Co原子价电子排布式为3d74s2，基态Li原子核外有3个电子。
（2）①LiClO4中阴离子是ClO4-，用VSEPR理论计算中心原子的价电子对数，以确定其空间构型。
②电负性是成键原子对键合电子的吸引力；丙烯碳酸酯中含有两种碳原子，一种是以单键结合成四面体结构的碳原子，另一种是形成碳氧双键的碳原子。
③从氢键的角度解释。
（3）根据LiCoO2的晶胞，计算氧原子的个数。位于六棱柱的棱上的原子被3个晶胞共有，在体心的原子100%属于该晶胞。求出一个晶胞的质量和一个晶胞的体积，根据密度等于质量和体积的比值，求出晶体的密度。
（1）基态Co原子价电子排布式为3d74s2，基态Li原子核外共有3个电子，所以电子运动状态有3种。
（2）①LiClO4中阴离子是ClO4-，中心原子Cl的价电子对数为4+
(7+1-4×2)=4，所以其空间构型为正四面体，Cl和O以共价键结合。与ClO4-键合方式相同、空间构型也相同的离子可以是SO42-，分子可以是CH4、CCl4。
②电负性是成键原子对键合电子的吸引力，所以Li、Cl、F、B的电负性从大到小的顺序为F＞Cl＞B＞Li；丙烯碳酸酯中含有两种碳原子，一种是以单键结合成四面体结构的碳原子，以sp3杂化，另一种是形成碳氧双键的碳原子，杂化方式是sp2。
③乙醇分子间有氢键，乙醚分子间没有氢键，故C2H5OC2H5(乙醚)的沸点比乙醇的低。
（3）在LiCoO2的晶胞中，氧原子位于六棱柱的棱上和体心，位于棱上的共有24个，体心的有2个，所以晶胞中含的氧原子数为24×
+2=10个。根据化学式，在晶胞中，含Li和Co均为5个，所以一个晶胞的质量为
，晶胞的体积为
cm3，所以其密度为=g·cm-3。
名校课堂系列答案【题目】氯苯在染料、医药工业用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺、硝基酚等有机中间体，橡胶工业用于制造橡胶助剂。其合成工艺分为气相法和液相法两种，实验室模拟液相法(加热装置都已略去)如图，在C三颈烧瓶中加入催化剂FeCl3及50.0mL苯：
+Cl2
+HCl
有关物质的性质：
名称 | 相对分子质量 | 沸点/(℃) | 密度/(g/mL) |
苯 | 78 | 78 | 0.88 |
氯苯 | 112.5 | 132.2 | 1.1 |
邻二氯苯 | 147 | 180.4 | 1.3 |
回答下列问题：
(1)A反应器是利用实验室法制取氯气，装置中空导管B的作用是__。
(2)把干燥的氯气通入装有干燥苯的反应器C中制备氯苯，C的反应温度不宜过高，原因为①温度过高，反应得到二氯苯；②__，球形冷凝管的作用是：__，D出口的主要尾气成分有__。
(3)提纯粗产品过程如图：
①净化过程中加入NaCl晶体的目的是吸水干燥,系列操作为__。
②为了确定所得产品为氯苯，而非二氯苯，可对产品进行分析，下列方法可行的是__。
A.质谱法 B.红外光谱法 C.滴定法
(4)实验中最终得到产品14.7g，产率为__，产率不高的原因可能是：___。
(5)苯气相氧氯化氢法制氯苯：空气、氯化氢气混合物温度210℃，进入氯化反应器，在迪肯型催化剂(CuCl2、FeCl3附在三氧化铝上)存在下进行氯化，反应方程式为：__。
【题目】某小组研究溶液中Fe2＋与
、
的反应。
已知：[Fe(NO)]2＋在溶液中呈棕色。
(1)研究现象a中的黄色溶液。
①用__________溶液检出溶液中含有Fe3＋。
②甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2＋。乙认为O2不是主要原因，理由是_____________。
③进行实验Ⅱ，装置如图所示。左侧烧杯中的溶液只变为黄色，不变为棕色，右侧电极上产生无色气泡，经检验该气体为NO。产生NO的电极反应式为_______实验Ⅱ的目的是________。
(2)研究现象a中的棕色溶液。综合实验I和实验Ⅱ，提出假设：现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2＋或Fe3＋发生了反应。进行实验Ⅲ，证实溶液呈棕色只是因为Fe2＋与NO发生了反应。实验Ⅲ的操作和现象是_______。
(3)研究酸性条件下，溶液中Fe2＋与、的反应。
序号 | 操作 | 现象 |
i | 取1 mol·L－l的NaNO2溶液，加稀硫酸至pH = 3，加入1 mol·L－l FeSO4溶液 | 溶液立即变为棕色 |
ii | 取1 mol·L－l的NaNO3溶液，加硫酸至pH = 3，加入1 mol·L－l FeSO4溶液 | 无明显变化 |
iii | 分别取0.5 mL l mol·L－l的NaNO3溶液与1 mol·L－l的FeSO4溶液，混合，小心加入0.5 mL浓硫酸 | 液体分为两层，稍后，在两层液体界面上出现棕色环 |
i中溶液变为棕色的离子方程式为_______、__________。
实验结论：本实验条件下，溶液中、的氧化性与溶液的酸碱性等有关。
